嵌入式高分辨率全景圖像處理系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、全景視覺具有大的視場范圍,被廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域,如機器人導(dǎo)航、太空探測、視頻監(jiān)控、視頻會議和虛擬現(xiàn)實等。一套完整的全景視覺系統(tǒng)由全景視覺傳感器、圖像捕獲部分、圖像處理部分、圖像顯示部分等組成。傳統(tǒng)的全景視覺系統(tǒng)采用計算機作為圖像的采集、處理和顯示設(shè)備,在一些對體積、功耗、處理實時性有一定要求的場合,傳統(tǒng)方式難易滿足設(shè)計要求。所以采用嵌入式系統(tǒng)的解決方案可以同時實現(xiàn)小體積、相對較低功耗和實時處理的要求。
　　 在本套全景視覺系統(tǒng)中

2、,全景視覺傳感器由雙曲面反射鏡、可變焦鏡頭、高分辨率相機組成,高分辨率全景圖像處理平臺完成圖像采集、圖像處理和圖像顯示,本處理平臺也是系統(tǒng)設(shè)計的重點和難點。高分辨率全景圖像處理平臺從硬件設(shè)計到軟件設(shè)計都采用當前流行的自頂向下的設(shè)計方法,從總體設(shè)計,層次細分設(shè)計模塊,使得設(shè)計過程不會偏離主線,而且各個模塊在未來設(shè)計中可以充分利用。圖像處理平臺硬件系統(tǒng)由基于FPGA的核心板和外設(shè)板組成,采用FPGA作為核心處理芯片可以發(fā)揮其并行處理和硬件可

3、編程設(shè)計靈活的特點。核心板主要由以下幾部分組成:FPGA最小系統(tǒng)、各種類型存儲器(Flash、SDRAM和SRAM)、調(diào)試配置電路、外圍擴展接口和電源部分。由于核心板是獨立模塊化設(shè)計,針對不同功能要求的系統(tǒng),只需設(shè)計不同的外設(shè)板無需重新設(shè)計核心板。本系統(tǒng)的外設(shè)板主要包括以下部分:Camera Link圖像采集電路、圖像顯示電路、通訊電路、存儲電路、人機交換電路和電源。核心板配合外設(shè)板實現(xiàn)對高分辨率相機圖像的采集、圖像處理和圖像顯示。

4、r>　　 系統(tǒng)軟件主要是采用SOPC技術(shù),設(shè)計一個基于Avalon總線架構(gòu)的片上系統(tǒng)。本系統(tǒng)的處理器采用32位軟核處理器NiosⅡ,NiosⅡ處理器與其他功能的外設(shè)通過Avalon總線互聯(lián)通訊,實現(xiàn)圖像采集、顯示和處理的過程。本系統(tǒng)設(shè)計的重點在用戶自定義的圖像采集外設(shè)和圖像顯示外設(shè),圖像采集外設(shè)要求能根據(jù)高分辨率相機的時序獲得全景圖像數(shù)據(jù)并將圖像數(shù)據(jù)保存在片外的圖像緩存中,等待后續(xù)的處理和顯示;圖像顯示外設(shè)能完成原始全景圖像的顯示和展