基于NIOS Ⅱ軸端圖像采集與處理系統(tǒng)的研究.pdf

1、車軸作為列車的車輪的連接部件，對列車的安全運營起到至關重要的作用。一旦列車的動力車軸出現(xiàn)問題，列車就會脫軌甚至整個列車直接飛出軌道，形成車毀人亡的重大事故。因此，為了保障列車的安全運營以及人民的財產和生命的安全，必須對列車的車軸做定期的安全探傷檢測。目前，對車軸的檢測記錄，完全是人工記錄，既費時，也費事。
　　隨著大批低功耗、廉價以及高性能的RISC嵌入式處理器的出現(xiàn)，使得圖像從傳統(tǒng)PC處理向片上系統(tǒng)處理的方向發(fā)展，從而實現(xiàn)機器視

2、覺系統(tǒng)的專業(yè)化、小型化以及智能化。本文正是利用車軸的軸端號碼這一特點和圖像處理的片上系統(tǒng)趨勢，設計了一種基于NIOSⅡ嵌入式系統(tǒng)，對軸端圖像進行采集和處理。
　　首先，本文對車軸檢測和圖像采集與處理的現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢進行了調研研究，提出了一種基于NIOSⅡ嵌入式的片上系統(tǒng)總體研究方案，并完成了基礎SOPC系統(tǒng)的搭建，基本組件有NIOSⅡ CPU、EPCS、RAM、PIO、DMA、JTAG UART以及SRAM IP核，并對SRAM

3、進行了驅動程序的開發(fā)。
　　其次，本文完成了Image Control模塊和DCFIFO模塊的設計，完成了軸端圖像的采集、灰度化以及Sobel邊緣檢測。Image Control模塊包括dcclk_transition模塊、Camera Control模塊以及Sobel Processor模塊，分別完成圖像跨時鐘域轉換、控制圖像傳感器完成圖像采集、灰度化以及軸端圖像的Sobel邊緣提取;DCFIFO模塊完成對異步FIFO的控制，實