SOPC技術(shù)在視覺測量中的應(yīng)用研究.pdf

1、本文以視覺測量為研究背景，探討了一種基于SOPC(片上可編程系統(tǒng))技術(shù)的視覺測量系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案——NiosⅡ軟核結(jié)合用戶自定義邏輯的方案，采用基于FPGA的SOPC技術(shù)設(shè)計(jì)視覺測量系統(tǒng)。圖像處理是視覺測量的關(guān)鍵，本文研究的重點(diǎn)集中在視覺測量系統(tǒng)中前端的圖像預(yù)處理以及后端的部分視覺測量算法(點(diǎn)中心求取)在SOPC系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)。由于本系統(tǒng)所需處理的數(shù)據(jù)量較大，且后期的視覺測量算法相對(duì)復(fù)雜。因此，在穩(wěn)定可靠的前提下實(shí)現(xiàn)高效處理并保證系統(tǒng)的靈活性

2、是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最終目標(biāo)?；贔PGA的SOPC系統(tǒng)兼?zhèn)淞饲度胧较到y(tǒng)與FPGA的優(yōu)勢，為高速視覺測量系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供了新的解決方案。本系統(tǒng)結(jié)合處理算法的特點(diǎn)進(jìn)行模塊劃分，根據(jù)模塊劃分進(jìn)行軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了基于SOPC技術(shù)的視覺測量圖像處理系統(tǒng)。 論文根據(jù)系統(tǒng)需求，選定加拿大SBS公司的TSUNAMI A40為開發(fā)平臺(tái)，并最終確定了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體方案。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本思想如下：首先針對(duì)視覺測量算法進(jìn)行模塊劃分，對(duì)算法簡單、數(shù)據(jù)處理量大

3、的部分用FPGA邏輯單元自定義硬件模塊的方法實(shí)現(xiàn)，各硬件模塊之間數(shù)據(jù)采取流水線操作；算法復(fù)雜、數(shù)據(jù)處理量小的部分則在NiosⅡ軟核中用軟件的方法實(shí)現(xiàn)，從而使本系統(tǒng)既具速度優(yōu)勢又具良好的靈活性。本文給出了系統(tǒng)各模塊的詳細(xì)設(shè)計(jì)，用FPGA實(shí)現(xiàn)了中值濾波、除雜散點(diǎn)、二值化以及邊緣提取等模塊，而點(diǎn)中心的求取則采用NiosⅡ軟核實(shí)現(xiàn)。最后對(duì)系統(tǒng)整體以及系統(tǒng)各模塊進(jìn)行了仿真、調(diào)試與實(shí)驗(yàn)分析，對(duì)設(shè)計(jì)和調(diào)試過程出現(xiàn)的問題進(jìn)行了分析并給出了解決方案。系統(tǒng)