基于DSP+FPGA架構(gòu)的全景立體球視覺硬件系統(tǒng)的研究.pdf

1、全景立體球視覺系統(tǒng)是一種將全景視覺與立體視覺優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合的，能夠獲取完整的360°×360°全球域圖像信息以及全視場(chǎng)范圍內(nèi)景物景深信息的新型視覺系統(tǒng)。本文針對(duì)該視覺系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)需求，提出了基于DSP+FPGA架構(gòu)的硬件方案，介紹了硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理，完成了系統(tǒng)控制部分與部分算法的實(shí)現(xiàn)，最后對(duì)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)功能進(jìn)行了測(cè)試。主要內(nèi)容包括：
　　1、全景立體球視覺硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的研究。提出了基于DSP+FPGA架構(gòu)的硬件方案，針對(duì)方案中涉

2、及的各種技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行了研究并分析了該硬件系統(tǒng)的可行性。
　　2、圖像采集與預(yù)處理單元。本單元采用FPGA芯片，實(shí)現(xiàn)了圖像的采集與預(yù)處理。其中，圖像采集模塊采用異步時(shí)鐘FIFO的方法避免了因跨時(shí)鐘域而產(chǎn)生的亞穩(wěn)態(tài)問(wèn)題，同時(shí)為了保證采集的圖像不失幀，根據(jù)當(dāng)前幀狀態(tài)設(shè)計(jì)了圖像采集狀態(tài)機(jī)。圖像預(yù)處理算法模塊結(jié)合當(dāng)前預(yù)處理算法的發(fā)展，通過(guò)分析對(duì)比選擇出適合本視覺系統(tǒng)的算法，并根據(jù)算法中構(gòu)造的窗口模板存在數(shù)據(jù)不完整的問(wèn)題，采用鏡相優(yōu)化的方法輸

3、出了完整的3x3矩陣。
　　3、圖像緩存與傳輸單元。本單元采用DSP高速芯片，通過(guò)EDMA機(jī)制實(shí)現(xiàn)了圖像數(shù)據(jù)片內(nèi)高速傳輸，并通過(guò)EMIF接口將圖像數(shù)據(jù)傳送至片外存儲(chǔ)單元進(jìn)行乒乓緩存處理，將圖像數(shù)據(jù)一幀幀的傳送到圖像處理單元進(jìn)行圖像校正、匹配等復(fù)雜處理。最終，將處理后的圖像數(shù)據(jù)通過(guò)EMAC接口傳送至顯示終端，實(shí)現(xiàn)了圖像數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理。
　　4、實(shí)驗(yàn)仿真與驗(yàn)證。搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)以驗(yàn)證全景立體球視覺相機(jī)的可行性，對(duì)相機(jī)局部和整體功能