图像采集和处理技术在机器视觉和图像分析等诸多领域应用十分广泛,大部分情况下,采集卡只需将前端相机捕获的图像信息正确地传回计算机即可。但是在要求较高的应用场合需要采集卡能准确控制外部光源和相机,完成图像采集,预处理,数据传输。只有这样,用户才可以根据不同的兴趣和需求对特定的某些图像进行采集、传输以及处理,以达到某种分析目的。 本文根据国家985二期项目“三维粒子图像测速系统”的图像采集与处理需要,设计开发了一款以FPGA为核心控制芯片的嵌入式图像采集卡。采集卡以FPGA为逻辑和算法实现的核心器件,不仅实现了传统意义上的图像采集,而且实现了CCD相机控制和激光器同步曝光功能,打破了以往单纯靠增加硬件设备实现同步控制的方法,简化了系统硬件结构并节约系统成本。此外,在系统中嵌入了图像增强算法和采用PCI接口与计算机连接满足了高速采集的要求。同时,采用市场上广泛应用的Camera Link作为采集卡的图像输入接口,提高了系统的通用性、传输速率和抗干扰能力,简化图像获取设备和模拟摄像头之间需要视频解码等连接。具有嵌入式处理功能,光源同步和相机控制的采集卡将使机器视觉系统,图像测速等诸多领域的图像采集应用变得更为便捷。 论文首先对图像采集卡系统的组成、整体方案和可行性进行了论证。然后给出了图像采集卡的硬件设计。在此部分结合整体设计方案,讨论芯片的选型问题。根据所选芯片的本身特点,分模块地对图像采集卡的硬件设计原理进行了详细的阐述。接下来是图像采集卡的软件设计部分。用VHDL和原理图结合的方法对FPGA进行编程,实现了图像采集系统的各个功能模块。根据图像采集系统的要求用DriverWorks软件设计了图像采集卡的WDM底层驱动程序和上层应用程序。最后是用FPGA实现了带修改参数的硬件嵌入式图像处理算法——图像增强。论文中使用QUARTUS软件嵌入的逻辑分析仪SignalTap对FPGA设计的模块进行了硬件调试,给出了调试的时序图和调试结果,经测试分析该采集卡满足“三维粒子图像测速系统”的要求,达到了预期目标。
上传时间: 2013-04-24
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基于FPGA的智能小车系统就是本地计算机通过接入Internet小车实现对远端工作现场、危险工作地段等特殊环境进行监视和控制的系统。智能小车是智能行走机器人的一种,这种智能小车可以适应不同环境,不受温度、湿度、空间、磁场辐射、重力等条件的影响,可以在人类无法进入或生存的环境中完成人类无法完成的探测任务。适用于国防及民用多个领域。整个系统以遥控小车装置为基础,通过配置在上面的摄像头实现图像的采集及对行车道的检测,通过配置的红外测温仪探测环境和目标的温度,具有一定的智能性。其明显的优点是可以通过网络远程控制小车运行及采集现场的温度、图像等相关信息,完成人类在特定条件下无法完成的工作。对人类的科学研究、探索未知领域、远程监控等有着重要的意义。 论文在深入研究SOPC和嵌入式操作系统的基础上,提出了基于FPGA的智能小车远程监控方案。采用FPGA来实现,可以充分利用现有的IP核,功能扩展容易,设计开发成本低,上市时间快,修改方便,甚至可以远程重构系统。与单片机相比,集成度高,可靠性好,调试和维护方便。 论文主要内容包括以下几个部分:在对智能小车功能分析的基础上,设计了硬件系统,并在FPGA上构建了基于Nios Ⅱ的嵌入式系统,配置了SPI、串行口和以太网接口模块和驱动程序,以及各种存储器。移植了μClinux操作系统,配置嵌入式Web服务器,编写CGI程序,设计了动态网页;并对行车道检测系统进行了研究,在DSP Builder中构建了该模块,并在Matlab中进行了仿真。在研究数码相机模块和红外测温模块的基础上,编写了图像采集和温度测量程序以及小车运动控制程序,并对系统进行了调试,初步达到通过Internet实现远程监控的目的。
上传时间: 2013-08-05
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随着科学技术的发展,指纹识别技术被广泛应用到各种不同的领域。对于一般的指纹识别系统,其设计要求具有很高的实时性和易用性,因此识别算法应该具有较低的复杂度,较快的运算速度,从而满足实时性的要求。所以有必要根据不同的识别算法采用不同的实现平台,使得指纹识别系统具有较高的可靠性、实时性、有效性等性能要求。 SOPC片上可编程系统和嵌入式系统是当前电子设计领域中最热门的概念。NiosⅡ是Altera.公司开发的一种采用流水线技术、单指令流的RISC嵌入式处理器软核,可以将它嵌入到FPGA内部,与用户自定义逻辑组建成一个基于FPGA的片上专用系统。 本文在综合考虑各种应用情况的基础上,以网络技术、数据库技术、指纹识别技术和嵌入式系统技术为理论基础,提出了一种有效可行的系统架构方案。对指纹识别技术中各个环节的算法和原理进行了深入研究,合理的改进了部分指纹识别算法;同时为了提高系统的实时性,采用NiosⅡ嵌入式处理器和FPGA硬件模块实现指纹图像处理主要算法。论文主要包括以下几个方面: 1、对指纹图像预处理、特征提取和特征匹配算法原理进行阐述,同时改进了指纹图像的细化算法,提高了算法的性能,并设计了一套实用的指纹特征数据结构; 2、针对指纹图像预处理模块,包括图像的归一化、频率提取、方向提取以及方向滤波,采用基于FPGA的硬件电路的方式实现。实验结果表明,在保证系统误识率较低、可靠性高的基础上,大大提高了系统的执行速度; 3、改变了传统的单枚指纹识别方法,提出采用多枚指纹唯一标识身份,大大降低了识别系统的误识率; 4、改进了传统的基于三角形匹配中获取基准点的方法,同时结合可变界限盒思想进行指纹特征匹配。 5、结合COM+技术、数据库技术和网络技术,开发了后台指纹特征匹配服务系统,实现了嵌入式指纹识别系统同数据库的实时信息交换。 实验结果表明,本文所提出的系统构架方案有效可行,基于FPGA的自动指纹识别系统在速度、功耗、扩展性等方面具有独特的优势,拥有广阔的发展前景。
上传时间: 2013-04-24
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当前正处于第三代移动通信技术发展的关键时期,各种与3G相关的无线网络终端的需求量与日俱增。为3G无线网络终端选择一个高性能的处理器,并且提供一套完整的系统解决方案,满足3G时代人们对数据通信业务的需求,无疑是一个有意义且亟待解决的重要问题。 OMAP(Open Multimedia Applications Platform)是美国德州公司(TI)推出的专门为支持第三代(3G)无线终端应用而设计的应用处理器体系结构。OMAP处理器平台堪称无线技术发展的里程碑,它提供了语音、数据和多媒体所需的带宽和功能,可以极低的功耗为高端3G无线设备提供极佳的性能。 本文的研究内容是开发基于OMAP5910处理器的具有多个扩展接口的嵌入式开发平台,以及摄像头显示驱动程序,以便能为3G相关的无线网络终端提供一个系统级的解决方案,本文首先介绍了OMAP技术的特点和优点,并对OMAP5910处理器的硬件结构进行了简单说明,在此基础上提出了基于OMAP5910嵌入式平台的FPGA设计,包括用FPGA扩展的接口:触摸屏接口,硬盘接口,以太网接口;控制的接口:USB口,串口;以及实现的功能:与OMAP5910处理器的通信功能,中断控制功能,选择启动顺序功能,复位延时功能。然后介绍了基于OMAP5910的摄像显示系统的硬件设计,主要包括摄像头接口和摄像头模块,EMIFS和EMIFF接口以及LCD接口。最后描述了嵌入式Linux操作系统下摄像头驱动程序的完整实现过程。
上传时间: 2013-05-24
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基于Linux操作系统具有良好的开放性和较强的可移植性,在当前嵌入式操作系统中被广泛采用;同时USB也具有极佳的通用性,是当前最为流行的通用外设接口。本文详细的介绍编写嵌入式USB驱动程序的结
上传时间: 2013-04-24
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根据嵌入式系统软件设计需要的“数据结构”知识编写而成。书中基本内容有:常用线性数据结构在嵌入式系统中的实现和相关算法;树和图在嵌入式系统中的实现和相关算法;排序和查找算法等。本书
上传时间: 2013-06-24
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介绍了在DSP开发中的基于CCS的嵌入式软件开发与调试。华清远见的培训资料。
上传时间: 2013-04-24
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华清远见的培训材料,介绍嵌入式Linux驱动程序设计的基础知识,侧重于系统理论介绍,主要内容有Linux驱动程序简介、嵌入式Linux驱动程序特点、Linux驱动程序开发流程及驱动开发培训现状。入门参考。
上传时间: 2013-07-19
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华清远见的非常实用的培训资料,讲解了嵌入式Linux的概念、应用、常用指令、开发环境、流程、编程基础等等,非常丰富的讲解资料和图片,整整162页ppt,入门者值得参考学习。
上传时间: 2013-04-24
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基于ARM和μCOSⅡ的嵌入式应用系统的设计
上传时间: 2013-06-17
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