嵌入式高清工業(yè)相機(jī)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、工業(yè)相機(jī)是機(jī)器視覺系統(tǒng)的核心部件。隨著社會進(jìn)步，工業(yè)應(yīng)用對相機(jī)圖像的清晰度、性能要求越來越高，隨之而來的是功耗和成本不斷增加。后PC時(shí)代嵌入式技術(shù)在機(jī)器視覺領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛，可脫離PC機(jī)使用的嵌入式智能工業(yè)相機(jī)逐漸涌現(xiàn)，其廣泛的應(yīng)用前景和市場需求使得它成為機(jī)器視覺研究的熱點(diǎn)。
　　 本文分析了嵌入式工業(yè)相機(jī)的系統(tǒng)框架，對幾種主流的嵌入式解決方案進(jìn)行對比，對相機(jī)的圖像傳感器、高清顯示接口、圖像數(shù)據(jù)存儲方案做了選擇。最終本文選擇F

2、PGA和Ti DM365這兩個(gè)平臺作為工業(yè)相機(jī)的圖像采集處理核心，兩款MICRON的CMOS作為圖像傳感器。在方案分析基礎(chǔ)上本文完整的實(shí)現(xiàn)了兩套方案的嵌入式高清工業(yè)相機(jī)的軟硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
　　 對于FPGA方案的嵌入式工業(yè)相機(jī)設(shè)計(jì)，主要工作有:1）硬件上采用高性價(jià)比的CycloneⅡ系列的FPGA芯片作為相機(jī)圖像采集處理的核心，完成了FPGA核心工作電路、外部存儲電路、CMOS及其外圍電路、DVI高清顯示電路以及系統(tǒng)電源的設(shè)計(jì)，

3、完成了核心板和底板的PCB設(shè)計(jì)工作;2）軟件上采用SOPC技術(shù)，設(shè)計(jì)了用于高清圖像采集顯示的軟核片上系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了基于Avalon總線的圖像采集和顯示控制接口的IP核;3）利用Verilog HDL和QuartusⅡ宏功能模塊完成了CFA插值、色彩空間轉(zhuǎn)換、Sobel并行處理這三種圖像硬實(shí)時(shí)預(yù)處理算法的設(shè)計(jì)，展現(xiàn)了FPGA并行流水線處理的特性。經(jīng)過軟硬件的調(diào)試，該系統(tǒng)可以完成了分辨率為1280×1024的高清晰圖像的實(shí)時(shí)采集存儲與顯示。<

4、br>　　 DM365方案的嵌入式工業(yè)相機(jī)設(shè)計(jì)主要工作包括:1）整體硬件平臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，核心處理電路、視頻輸入輸出各電路的原理分析和設(shè)計(jì)，高速PCB板設(shè)計(jì);2）嵌入式Linux軟件開發(fā)流程分析，DaVinci嵌入式開發(fā)環(huán)境的搭建，bootloader與內(nèi)核的移植;3）Linux下V4L2視頻采集框架與流程分析，基于TiDM365 SDK的視頻采集處理應(yīng)用程序設(shè)計(jì)。經(jīng)過調(diào)試，本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了本地VGA高清視頻輸出、H264720p30fps