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(點中心求取)在SOPC系統(tǒng)中的實現(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復(fù)雜。因此，在穩(wěn)定可靠的前提下實現(xiàn)高效處理并保證系統(tǒng)的靈活性

2、是系統(tǒng)設(shè)計的最終目標(biāo)。基于FPGA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)合處理算法的特點進行模塊劃分，根據(jù)模塊劃分進行軟硬件協(xié)同設(shè)計，實現(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，并最終確定了系統(tǒng)設(shè)計的總體方案。系統(tǒng)設(shè)計的基本思想如下：首先針對視覺測量算法進行模塊劃分，對算法簡單、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)各模塊的詳細設(shè)計，用FPGA實現(xiàn)了中值濾波、除雜散點、二值化以及邊緣提取等模塊，而點中心的求取則采用NiosⅡ軟核實現(xiàn)。最后對系統(tǒng)整體以及系統(tǒng)各模塊進行了仿真、調(diào)試與實驗分析，對設(shè)計和調(diào)試過程出現(xiàn)的問題進行了分析并給出了解決方案。系統(tǒng)