CCD工業(yè)智能視覺相機設計.pdf

1、本文研究了基于FPGA和ARM的CCD圖像采集、處理、傳輸系統(tǒng)。針對傳送帶上塊狀物料的按規(guī)則有序整理擺放問題，在該系統(tǒng)上設計了相應的應用軟件，使此種工業(yè)機械手能對塊狀物料識別、定位，通過以太網(wǎng)為總控制器提供定位定向數(shù)據(jù)。
　　系統(tǒng)硬件包括圖像采集前端和數(shù)據(jù)處理傳輸兩個部分。圖像采集前端模塊采用ICX204AL作為圖像傳感器，AD9949作為信號處理芯片，ICX3400N作為時序驅動芯片。數(shù)據(jù)處理傳輸部分由FPGA和ARM模塊組成。

2、FPGA采用XC3S50AN，同時連接了前端圖像采集模塊和ARM模塊， ARM模塊采用$3C2440處理器，將FPGA映射到S3C2440的地址空間中，作為一個外部存儲設備，使用S3C2440處理器的DMA通道完成圖像數(shù)據(jù)從FPGA到ARM模塊的轉移。
　　系統(tǒng)軟件包括FPGA程序設計、ARM設備驅動程序設計和應用程序設計三部分。
　　FPGA程序負責產(chǎn)生CCD傳感器驅動時序，通過串行接口配置AD9949寄存器，控制圖像數(shù)據(jù)

3、寫入FIFO模塊，完成讀FIFO時序到DMA傳輸時序的匹配。ARM模塊驅動程序在初始化時將FPGA作為外部只讀存儲器到映射ARM內存空間，當被調用時配置DMA控制寄存器，使用DMA通道將FPGA上的圖像數(shù)據(jù)轉移到申請的內存緩沖區(qū)中，再將數(shù)據(jù)返回給用戶。
　　應用程序采用雙線程設計，主線程負責與上位機建立網(wǎng)絡連接、接收指令、控制工作線程的啟動、停止。工作線程調用驅動程序，將圖像數(shù)據(jù)采集到用戶空間中，對圖像進行二值化、提取橫向連通線段