基于FPGA与DSP的工业测量相机的设计与实现.pdfVIP

学兔兔 1 匐 化 基于FPGA与DSP的工业测量相机的设计与实现 Designandachievem entofindustriaImeasurementcamera basedonFPGA and DSP 王志刚 WANG Zhi．gang (中山火炬职业技术学院，中山528436) 摘 要：为满足工业测量相机图像处理系统的实时性和测量的准确性要求，设计了以现场可编程门阵列 (FPGA)和DSP (BF531)相结合的工业测量相机系统。该系统用FPGA对图像信息进行预 处理，并通过DSP根据关键点的坐标信息生成一个完整的二位图像。通过对系统的显示端口行 场信号和时钟域各频点进行了测试和仿真验证，测试结果正确，符合程序设计预期，系统中 FPGA内部的DOM能够很好地实现变频功能，达到了系统设计的要求。 关键词：FPGA；DSP；工业测量相机；设计；仿真 中图分类号：TP274．2 文献标识码 ：B 文章编号 ：1009-0134(2013)05(下)-0113—04 Doi：10．3969／J．issn．1009-0134．2013．05(下)．32 0 引言 本 系 统 选 用 了一 颗 xILINX公 司 的 SPARTAN 传统的工业测量相机是基于采用通用PC机加 一 3ANFPGA芯片，还有一颗DSP芯片 上 图像采集卡的硬件平台 】，用图像采集卡进行 (BF531)，整个系统采用FPGA+DSP的方式来 图像采集并传送到PC机 ，工作人员通过相关软件 构建。其整体结构如图l所示。其中包括CMOS、 SPARTAN一 3ANFPGA、ADSPBF531等三个主 对 图像进行处理、分类和识别 。这种图像处理的 方式硬件平 台比较成熟 ，且针对通用PC机 的软 要部分 以及C51单片机、UGA插座、外挂 鼠标、 件及操作系统配置灵活，但是其具有操作复杂、 SRAM、SDRAM等外围模块组成 。 实施周期长、成本高、集成能力和稳定性差等缺 点。随着科学技术的不断进步，人们对工业测量 相机的要求越来越高，传统的工业测量相机 已经 不能满足复杂工业现场数据量大以及需要实时处 理的要求 。 嵌入式机器视觉系统 由于集成了图像采集、 处理功能以及视觉应用软件，成为近年来发展迅 图1 系统 的整体架构图 速的机器视觉技术 J。本文运用嵌入式的方式开发 1．2系统的工作流程 的工业测量相机采用FPGA+DSP的方式来进行设 工业测量相机整个系统工作流程见图2所示 。 计，充分利用FPGA灵活的硬件 自定义能力进行图 当系统工作时，CMOS要想正常工作，需要对内部 像预处理，利用DSP强大地数据处理能力实现更 寄存器进行设置 ，我们需要设置 的参数为 图像分 复杂的图像处理算法M 。其图像处理不仅具有处 辨率为1280×1024，每秒6O帧，CMOS内部寄存器 理速度更快、操作简单灵活、便于实时处理等优