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(guò)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(huì)的發(fā)展，人們開(kāi)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(guó)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(guó)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(guò)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(chǎng)的非接觸圖像測(cè)量系統(tǒng)，從花灑噴射場(chǎng)的噴射速度、噴射角度、噴射場(chǎng)氣液分布等參數(shù)對(duì)花灑的噴射場(chǎng)進(jìn)行了測(cè)量研究。論文的主要工作包括：非接觸圖像測(cè)量方法在花灑噴射場(chǎng)測(cè)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(cè)量軟件的開(kāi)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(duì)攝像機(jī)輸出的PAL視頻信號(hào)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(guò)FPGA實(shí)現(xiàn)了高速乒乓緩沖存儲(chǔ)區(qū)，圖像采集時(shí)FPGA交替使用兩片存儲(chǔ)器，同時(shí)將另一片存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)通過(guò)FIFO存儲(chǔ)器發(fā)送給DSP。DSP的主要工作是對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，然后通過(guò)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(kāi)發(fā)與調(diào)試、主機(jī)端噴射場(chǎng)參數(shù)的圖像測(cè)量方法的研究與實(shí)現(xiàn)。為研究適合于噴射場(chǎng)參數(shù)非接觸圖像測(cè)量的算法，本文對(duì)常用的

4、圖像算法進(jìn)行了測(cè)試與對(duì)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(chǎng)特征設(shè)計(jì)專(zhuān)用的參數(shù)測(cè)量算法對(duì)被測(cè)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。
　　 本文研究的花灑噴射場(chǎng)圖像測(cè)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(cè)量。通過(guò)對(duì)幾只花灑進(jìn)行測(cè)試，圖像測(cè)量系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)地測(cè)量花灑工作中的噴射場(chǎng)角度參數(shù)，滿足設(shè)計(jì)時(shí)的測(cè)試參數(shù)要求。通過(guò)研究噴射場(chǎng)測(cè)量算法，圖像測(cè)量系統(tǒng)還能同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)噴射場(chǎng)速度和噴射場(chǎng)液滴尺寸等參數(shù)的測(cè)量與記錄。