基于NIOS Ⅱ軸端圖像采集與處理系統(tǒng)的研究.pdf

1、車(chē)軸作為列車(chē)的車(chē)輪的連接部件，對(duì)列車(chē)的安全運(yùn)營(yíng)起到至關(guān)重要的作用。一旦列車(chē)的動(dòng)力車(chē)軸出現(xiàn)問(wèn)題，列車(chē)就會(huì)脫軌甚至整個(gè)列車(chē)直接飛出軌道，形成車(chē)毀人亡的重大事故。因此，為了保障列車(chē)的安全運(yùn)營(yíng)以及人民的財(cái)產(chǎn)和生命的安全，必須對(duì)列車(chē)的車(chē)軸做定期的安全探傷檢測(cè)。目前，對(duì)車(chē)軸的檢測(cè)記錄，完全是人工記錄，既費(fèi)時(shí)，也費(fèi)事。
　　隨著大批低功耗、廉價(jià)以及高性能的RISC嵌入式處理器的出現(xiàn)，使得圖像從傳統(tǒng)PC處理向片上系統(tǒng)處理的方向發(fā)展，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器視

2、覺(jué)系統(tǒng)的專(zhuān)業(yè)化、小型化以及智能化。本文正是利用車(chē)軸的軸端號(hào)碼這一特點(diǎn)和圖像處理的片上系統(tǒng)趨勢(shì)，設(shè)計(jì)了一種基于NIOSⅡ嵌入式系統(tǒng)，對(duì)軸端圖像進(jìn)行采集和處理。
　　首先，本文對(duì)車(chē)軸檢測(cè)和圖像采集與處理的現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了調(diào)研研究，提出了一種基于NIOSⅡ嵌入式的片上系統(tǒng)總體研究方案，并完成了基礎(chǔ)SOPC系統(tǒng)的搭建，基本組件有NIOSⅡ CPU、EPCS、RAM、PIO、DMA、JTAG UART以及SRAM IP核，并對(duì)SRAM

3、進(jìn)行了驅(qū)動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)。
　　其次，本文完成了Image Control模塊和DCFIFO模塊的設(shè)計(jì)，完成了軸端圖像的采集、灰度化以及Sobel邊緣檢測(cè)。Image Control模塊包括dcclk_transition模塊、Camera Control模塊以及Sobel Processor模塊，分別完成圖像跨時(shí)鐘域轉(zhuǎn)換、控制圖像傳感器完成圖像采集、灰度化以及軸端圖像的Sobel邊緣提取;DCFIFO模塊完成對(duì)異步FIFO的控制，實(shí)