基于FPGA的機(jī)器視覺圖像采集系統(tǒng)的設(shè)計.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器視覺技術(shù)在軍事、交通、航天、醫(yī)學(xué)、監(jiān)控、控制等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。本次設(shè)計主要是運(yùn)用機(jī)器視覺技術(shù)來解決智能小車鋪設(shè)防水涂層的問題，通過對ARM、ASIC、DSP、FPGA進(jìn)行比較，考慮FPGA具有并行性和流水線的優(yōu)點(diǎn)，提出一種基于FPGA的機(jī)器視覺圖像采集系統(tǒng)的設(shè)計方案，來獲得小車的位置信息。
　　本研究采用Altera公司的CycloneⅣ系列中的EP4CE10E22C8N作為控制芯片，各功能模塊通過V

2、erilog HDL語言編程實(shí)現(xiàn)。整個系統(tǒng)硬件模塊主要包括：CMOS圖像采集模塊、SDRAM存儲模塊、圖像顯示模塊、JTAG接口、電源模塊。FPGA功能模塊實(shí)現(xiàn)是對全局時鐘管理模塊、CMOS圖像傳感器配置模塊、圖像采集模塊、圖像預(yù)處理模塊、圖像存儲模塊、圖像顯示模塊進(jìn)行設(shè)計并對各個模塊進(jìn)行調(diào)試與仿真。整個系統(tǒng)工作流程是利用FPGA芯片對OV7725 CMOS圖像傳感器寄存器進(jìn)行配置，再通過圖像采集模塊采集攝像頭輸出的視頻圖像，經(jīng)過圖像預(yù)

3、處理模塊進(jìn)行中值濾波和邊緣檢測，此時對圖像幀率進(jìn)行檢測，然后將處理過得視頻圖像通過SDRAM進(jìn)行緩存，讀取SDRAM數(shù)據(jù)計算圖像的邊緣點(diǎn)的像素坐標(biāo)平均值，通過像素坐標(biāo)平均值判斷小車所處的位置信息，最后對VGA顯示窗口進(jìn)行設(shè)計，使其能夠同時顯示視頻圖像、圖像幀率以及得到的邊緣點(diǎn)像素坐標(biāo)平均值。最后，對整個系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，運(yùn)行結(jié)果表明，該系統(tǒng)利用OV7725攝像頭在24MHZ時鐘驅(qū)動下進(jìn)行圖像采集，圖像的分辨率為640×480，圖像采集幀率達(dá)