基于DSP的噴灑水花高速視頻采集及分析技術(shù)研究.pdf

1、淋浴花灑是現(xiàn)代家居生活中不可或缺的物品。在舊式花灑的設(shè)計(jì)過程中，關(guān)注的設(shè)計(jì)指標(biāo)通常局限于結(jié)構(gòu)、耐用、水流方式這幾個(gè)方面。隨著社會的發(fā)展，人們開始逐漸重視節(jié)水、節(jié)能，以保護(hù)我們賴以生存的地球生態(tài)。而我國人均水資源僅為世界平均水平的四分之一，屬于水資源貧乏的國家，因此研制節(jié)水花灑顯得尤為重要。而在研制節(jié)水花灑的過程中，如何獲得最佳清潔效果和舒適的淋浴感受就成為了花灑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一個(gè)難題。
　　 為此，本文從實(shí)際花灑研究出發(fā)，構(gòu)建了花

2、灑噴射場的非接觸圖像測量系統(tǒng)，從花灑噴射場的噴射速度、噴射角度、噴射場氣液分布等參數(shù)對花灑的噴射場進(jìn)行了測量研究。論文的主要工作包括：非接觸圖像測量方法在花灑噴射場測量中的可行性分析，高速視頻采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試，PC機(jī)圖像測量軟件的開發(fā)與實(shí)現(xiàn)。
　　 系統(tǒng)的硬件部分是高速圖像采集系統(tǒng)，主要包括視頻解碼、FPGA高速采集、DSP數(shù)據(jù)交換三部分。視頻解碼部分采用了SAA7111A對攝像機(jī)輸出的PAL視頻信號進(jìn)行解碼，然后FPGA完成

3、圖像數(shù)據(jù)的高速采集工作。為了提高圖像采集速度，設(shè)計(jì)中還通過FPGA實(shí)現(xiàn)了高速乒乓緩沖存儲區(qū)，圖像采集時(shí)FPGA交替使用兩片存儲器，同時(shí)將另一片存儲器中的數(shù)據(jù)通過FIFO存儲器發(fā)送給DSP。DSP的主要工作是對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，然后通過USB2.0高速總線將圖像數(shù)據(jù)再發(fā)送給上位機(jī)。軟件上主要的工作是FPGA和DSP嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)與調(diào)試、主機(jī)端噴射場參數(shù)的圖像測量方法的研究與實(shí)現(xiàn)。為研究適合于噴射場參數(shù)非接觸圖像測量的算法，本文對常用的

4、圖像算法進(jìn)行了測試與對比，篩選出效果好的濾波、邊緣提取算法，再結(jié)合花灑噴射場特征設(shè)計(jì)專用的參數(shù)測量算法對被測參數(shù)進(jìn)行測量。
　　 本文研究的花灑噴射場圖像測量系統(tǒng)已經(jīng)完成硬件、軟件設(shè)計(jì)，并且成功地完成了花灑噴射角的非接觸測量。通過對幾只花灑進(jìn)行測試，圖像測量系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)地測量花灑工作中的噴射場角度參數(shù)，滿足設(shè)計(jì)時(shí)的測試參數(shù)要求。通過研究噴射場測量算法，圖像測量系統(tǒng)還能同時(shí)實(shí)現(xiàn)對噴射場速度和噴射場液滴尺寸等參數(shù)的測量與記錄。