基于SOC的機(jī)器視覺(jué)研究.pdf

1、為機(jī)器植入眼睛和大腦是人類(lèi)的夢(mèng)想，機(jī)器視覺(jué)作為人類(lèi)視覺(jué)與大腦的延伸，是衡量現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化程度的標(biāo)志之一。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展，新興的技術(shù)使夢(mèng)想逐漸開(kāi)始變成現(xiàn)實(shí)。具備視覺(jué)功能的產(chǎn)品已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)。其應(yīng)用也必將推動(dòng)和促進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)的智能化發(fā)展。本文主要對(duì)嵌入式機(jī)器視覺(jué)的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行研究。 本文首先介紹了片上系統(tǒng)(SOC)技術(shù)，包括IP復(fù)用技術(shù)與軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)，特別對(duì)片上可編程系統(tǒng)(SOPC)的IP軟核NiosII與Mic

2、roBlaze作了具體分析。 其次，介紹了CCD與CMOS圖像傳感器的結(jié)構(gòu)與曝光方式，比較了兩種傳感器的不同，分析了Micron公司基于全局快門(mén)的CMOS圖像傳感器MT9V032的性能。本設(shè)計(jì)首次采用動(dòng)態(tài)效果優(yōu)于普通CMOS圖像傳感器的MT9V032作為圖像采集芯片。 接著，重點(diǎn)敘述了整個(gè)系統(tǒng)的的硬件設(shè)計(jì)原理，包括各個(gè)電路模塊的功能結(jié)構(gòu)，微處理器芯片、SRAM存儲(chǔ)芯片、電源芯片的選擇原則，各個(gè)芯片的典型應(yīng)用電路圖，特別在

3、防電磁干擾方面介紹了信號(hào)完整性與電源完整性。 最后，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行了描述，通過(guò)Matlab從理論上驗(yàn)證了該圖像處理方案的可行性；根據(jù)可行性分析結(jié)果設(shè)計(jì)了圖像采集處理IP核，該IP核遵循Avalon總線協(xié)議規(guī)范，并在ModelSim下對(duì)程序進(jìn)行了仿真，實(shí)現(xiàn)了讀取坐標(biāo)的功能；在SOPC Builder下定制了NiosII處理器系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了I2C，UART，PIO，圖像處理IP核的互連；根據(jù)EPP并口傳送協(xié)議實(shí)現(xiàn)了FPGA與