基于FPGA的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的快速發(fā)展與智能化程度的提高，機(jī)器人大賽也隨之廣泛開展起來。機(jī)器人涉及自動(dòng)控制、人工智能和機(jī)器人視覺等技術(shù)，在比賽中機(jī)器人主要是通過攝像頭實(shí)時(shí)采集圖像來感知環(huán)境信息，并分析視頻信息做出決策。因此準(zhǔn)確地掌握周圍環(huán)境信息并識(shí)別運(yùn)動(dòng)目標(biāo)是機(jī)器人穩(wěn)定、快速地做出相應(yīng)動(dòng)作的關(guān)鍵。
　　本課題基于華北五省大學(xué)生機(jī)器人大賽中機(jī)器人武術(shù)擂臺(tái)賽，為使機(jī)器人在比賽中能夠迅速獲取對(duì)方的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和位置，設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)系統(tǒng)。課題以算法的

2、硬件實(shí)現(xiàn)為內(nèi)容，應(yīng)用FPGA在數(shù)據(jù)處理上的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)視頻序列運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括系統(tǒng)硬件集成和功能實(shí)現(xiàn)兩部分，主要工作在于各硬件模塊的驅(qū)動(dòng)聯(lián)接以及運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)算法的硬件語言實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)是基于FPGA技術(shù)實(shí)現(xiàn)視頻圖像處理，最終實(shí)時(shí)顯示運(yùn)動(dòng)物體的二值圖像。論文首先進(jìn)行系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)，搭建整個(gè)系統(tǒng)的框架。整個(gè)系統(tǒng)按功能劃分為圖像采集與顯示和運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)兩個(gè)單元，圖像采集與顯示包括圖像采集、I2C配置、圖像格式轉(zhuǎn)換、預(yù)處理、SDRAM存儲(chǔ)

3、、及VGA顯示模塊。
　　視頻采集與顯示單元實(shí)現(xiàn)I2C配置攝像頭將實(shí)時(shí)采集圖像信息傳送到FPGA，在FPGA中實(shí)現(xiàn)圖像的灰度化、濾波預(yù)處理、SDRAM存儲(chǔ)以及VGA顯示。運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)單元是根據(jù)SDRAM存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)置其控制器，使視頻流中相鄰的兩幀圖像做差，差分結(jié)果經(jīng)閾值判別后得到的二值圖像即運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，顯示在VGA顯示器上。
　　在實(shí)現(xiàn)視頻采集及顯示的基礎(chǔ)上，通過算法比較本設(shè)計(jì)選擇幀間差分法作為實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)功能的算法，并進(jìn)行該模塊