嵌入式千兆網(wǎng)測量相機的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、現(xiàn)代動漫制作技術(shù)中的光學(xué)式運動跟蹤系統(tǒng)，前端相機負(fù)責(zé)采集運動圖像，后端計算機負(fù)責(zé)根據(jù)圖像實時對標(biāo)記點進(jìn)行識別、跟蹤和空間坐標(biāo)的計算，需要傳輸和計算的數(shù)據(jù)量非常大。尤其對于高分辨率高幀多目標(biāo)圖像的情況，更是對圖像數(shù)據(jù)傳輸和計算結(jié)果實時性的巨大考驗。
　　為了簡化光學(xué)式運動跟蹤系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，結(jié)合圖像測量算法，本文設(shè)計并實現(xiàn)了一種嵌入式千兆網(wǎng)測量相機。該系統(tǒng)通過圖像測量算法，在測量前端進(jìn)行第一次坐標(biāo)計算，然后通過千兆網(wǎng)將運算結(jié)果傳輸?shù)接嬎?/p>

2、機上，最后進(jìn)行三維合成，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高了系統(tǒng)性能。
　　系統(tǒng)以FPGA為核心控制器，選擇了Xilinx公司的Spartan6芯片;利用嵌入式軟核MicroBlaze設(shè)計了片上系統(tǒng)，用于實現(xiàn)圖像測量算法;利用于兆網(wǎng)作為傳輸鏈路，選擇三態(tài)以太網(wǎng)MAC核(TEMAC)和88E1111高速以太網(wǎng)收發(fā)器實現(xiàn)千兆網(wǎng)傳輸，將運動物體的空間坐標(biāo)結(jié)果發(fā)送到上位機;利用CMOS圖像傳感器實現(xiàn)圖像采集，選擇了Micron公司的MT9P031，圖像

3、分辨率為640×480，幀率最高可達(dá)123幀/秒。圖像測量算法采用一種基于直線段的連通域快速檢測算法，首先在FPGA硬件電路內(nèi)進(jìn)行濾波、二值化和提取邊緣坐標(biāo)信息，隨后片上系統(tǒng)根據(jù)邊緣坐標(biāo)信息實時計算數(shù)字圖像的多個標(biāo)志點的空間坐標(biāo)，最后將空間坐標(biāo)發(fā)送到上位機。上位機的程序采用C++語言基于MFC進(jìn)行開發(fā)，利用WinPcap抓取網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包，實現(xiàn)上位機和下位機之間的通信，上位機作為客戶端，下位機作為服務(wù)器。上位機可以實現(xiàn)對下位機的參數(shù)設(shè)置、命