基于FPGA的CCD工業(yè)相機(jī)的研究與開發(fā).pdf

1、機(jī)器視覺系統(tǒng)應(yīng)用日益廣泛，工業(yè)相機(jī)(機(jī)器視覺系統(tǒng)的“眼睛”)作為整個(gè)系統(tǒng)中處于核心的部件，要求有較高的圖像質(zhì)量和較高的傳輸速度，然而成本也相應(yīng)的增加。目前嵌入式機(jī)器視覺控制器大都是留有標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)協(xié)議接口。在這樣的控制器系統(tǒng)上構(gòu)建機(jī)器視覺系統(tǒng)，需要購(gòu)買昂貴的標(biāo)準(zhǔn)接口CCD相機(jī)，提高了機(jī)器視覺系統(tǒng)構(gòu)建的成本。由此可見，減少相機(jī)成本是減少整個(gè)機(jī)器視覺控制系統(tǒng)成本的一個(gè)有效途徑。
　　 本課題研發(fā)了一款適用于嵌入式機(jī)器視覺測(cè)控一體機(jī)的CC

2、D工業(yè)相機(jī)。相機(jī)與控制器之間的接口沒有采用標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)總線協(xié)議，而是設(shè)計(jì)了一種自定義并口協(xié)議，充分的將CCD相機(jī)與控制器融合于一體，節(jié)約了購(gòu)買標(biāo)準(zhǔn)接口CCD相機(jī)的成本。本課題設(shè)計(jì)難點(diǎn)是:(1)理解復(fù)雜的CCD時(shí)序，并配置AD9929以產(chǎn)生CCD驅(qū)動(dòng)時(shí)序；(2)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)高速捕捉并能夠保證圖像顯示質(zhì)量。
　　 本課題設(shè)計(jì)主要有兩個(gè)部分組成:CCD驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)和高速CCD圖像捕捉。CCD驅(qū)動(dòng)電路采用專用的CCD驅(qū)動(dòng)信號(hào)處理芯片AD99

3、29，這樣簡(jiǎn)化了CCD信號(hào)模擬前端設(shè)計(jì)，提高了設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性。高速CCD數(shù)據(jù)捕捉的實(shí)現(xiàn)采用的是DSP+FPGA架構(gòu)，有三部分組成:FPGA的模塊設(shè)計(jì)、DSP的PDT方式數(shù)據(jù)傳輸和基于DNK的以太網(wǎng)設(shè)計(jì)。其中，F(xiàn)PGA模塊設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)以下功能:(1)作為后續(xù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)木彌_區(qū)；(2)作為DSP的外設(shè)控制CCD圖像數(shù)據(jù)采集與DSP PDT傳輸同步。DSP相關(guān)設(shè)計(jì)主要是實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，與上位機(jī)通信以及在上位機(jī)上圖像顯示。
　　 測(cè)試結(jié)