基于FPGA的機器視覺圖像采集系統(tǒng)的設計.pdf

1、隨著科學技術的發(fā)展，機器視覺技術在軍事、交通、航天、醫(yī)學、監(jiān)控、控制等領域得到了廣泛的應用。本次設計主要是運用機器視覺技術來解決智能小車鋪設防水涂層的問題，通過對ARM、ASIC、DSP、FPGA進行比較，考慮FPGA具有并行性和流水線的優(yōu)點，提出一種基于FPGA的機器視覺圖像采集系統(tǒng)的設計方案，來獲得小車的位置信息。
　　本研究采用Altera公司的CycloneⅣ系列中的EP4CE10E22C8N作為控制芯片，各功能模塊通過V

2、erilog HDL語言編程實現(xiàn)。整個系統(tǒng)硬件模塊主要包括：CMOS圖像采集模塊、SDRAM存儲模塊、圖像顯示模塊、JTAG接口、電源模塊。FPGA功能模塊實現(xiàn)是對全局時鐘管理模塊、CMOS圖像傳感器配置模塊、圖像采集模塊、圖像預處理模塊、圖像存儲模塊、圖像顯示模塊進行設計并對各個模塊進行調(diào)試與仿真。整個系統(tǒng)工作流程是利用FPGA芯片對OV7725 CMOS圖像傳感器寄存器進行配置，再通過圖像采集模塊采集攝像頭輸出的視頻圖像，經(jīng)過圖像預

3、處理模塊進行中值濾波和邊緣檢測，此時對圖像幀率進行檢測，然后將處理過得視頻圖像通過SDRAM進行緩存，讀取SDRAM數(shù)據(jù)計算圖像的邊緣點的像素坐標平均值，通過像素坐標平均值判斷小車所處的位置信息，最后對VGA顯示窗口進行設計，使其能夠同時顯示視頻圖像、圖像幀率以及得到的邊緣點像素坐標平均值。最后，對整個系統(tǒng)進行調(diào)試，運行結果表明，該系統(tǒng)利用OV7725攝像頭在24MHZ時鐘驅(qū)動下進行圖像采集，圖像的分辨率為640×480，圖像采集幀率達