本文關鍵詞：CCD工業(yè)智能視覺相機設計，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文研究了基于FPGA和ARM的CCD圖像采集、處理、傳輸系統。針對傳送帶上塊狀物料的按規(guī)則有序整理擺放問題,在該系統上設計了相應的應用軟件,使此種工業(yè)機械手能對塊狀物料識別、定位,通過以太網為總控制器提供定位定向數據。系統硬件包括圖像采集前端和數據處理傳輸兩個部分。圖像采集前端模塊采用ICX204AL作為圖像傳感器,AD9949作為信號處理芯片,ICX3400N作為時序驅動芯片。數據處理傳輸部分由FPGA和ARM模塊組成。FPGA采用XC3S50AN,同時連接了前端圖像采集模塊和ARM模塊,ARM模塊采用S3C2440處理器,將FPGA映射到S3C2440的地址空間中,作為一個外部存儲設備,使用S3C2440處理器的DMA通道完成圖像數據從FPGA到ARM模塊的轉移。系統軟件包括FPGA程序設計、ARM設備驅動程序設計和應用程序設計三部分。FPGA程序負責產生CCD傳感器驅動時序,通過串行接口配置AD9949寄存器,控制圖像數據寫入FIFO模塊,完成讀FIFO時序到DMA傳輸時序的匹配。ARM模塊驅動程序在初始化時將FPGA作為外部只讀存儲器到映射ARM內存空間,當被調用時配置DMA控制寄存器,使用DMA通道將FPGA上的圖像數據轉移到申請的內存緩沖區(qū)中,再將數據返回給用戶。應用程序采用雙線程設計,主線程負責與上位機建立網絡連接、接收指令、控制工作線程的啟動、停止。工作線程調用驅動程序,將圖像數據采集到用戶空間中,對圖像進行二值化、提取橫向連通線段數據、計算物料目標中心點坐標、使用相機參數轉換坐標,最后將所計算數據通過以太網發(fā)送到上位機。經測試,本系統實現了圖像的采集、傳輸、顯示,并且能夠計算出具有位置和方向信息的物料坐標,實現了設計要求。本系統集成到嵌入式設備上,具有體積小、擴展性強等特點,作為一個嵌入式平臺可以廣泛應用在工業(yè)自動化生產、圖像測量等領域。
【關鍵詞】：嵌入式系統 CCD相機 工業(yè)視覺 FPGA ARM
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TB852;TP391.41
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-11
• 1.1 課題研究的背景及應用價值9
• 1.2 國內外研究概況9-10
• 1.3 本課題主要研究內容10-11
• 2 系統總體設計11-15
• 2.1 系統方案設計11-13
• 2.1.1 系統性能指標11
• 2.1.2 前端采集芯片選型11-12
• 2.1.3 FPGA選型12-13
• 2.1.4 ARM選型13
• 2.2 系統總體結構13-15
• 3 硬件設計與實現15-24
• 3.1 圖像采集前端電路15-18
• 3.2 FPGA外圍電路設計18-20
• 3.2.1 FPGA配置電路18-19
• 3.2.2 FPGA與其他模塊電路19-20
• 3.3 ARM模塊介紹20-22
• 3.3.1 S3C2440存儲器映射20-21
• 3.3.2 S3C2440外圍電路21-22
• 3.4 FPGA與ARM接口電路設計22-24
• 3.4.1 S3C2440芯片DMA接口22-23
• 3.4.2 DMA接口電路23-24
• 4 FPGA程序設計24-36
• 4.1 ICX204AL驅動時序24-27
• 4.1.1 幀時序分析24-25
• 4.1.2 行時序分析25-27
• 4.2 串行接口時序和寄存器配置27-29
• 4.2.1 串行接口時序27-28
• 4.2.2 AD9949寄存器配置28-29
• 4.3 FPGA與ARM接口時序設計29-36
• 4.3.1 FIFO設計30-31
• 4.3.2 ARM讀內存時序31-34
• 4.3.3 DMA時序34-35
• 4.3.4 時序實現結果35-36
• 5 驅動程序設計36-48
• 5.1 嵌入式開發(fā)環(huán)境的搭建36-39
• 5.1.1 嵌入式系統概述36-37
• 5.1.2 軟件開發(fā)環(huán)境搭建37-38
• 5.1.3 嵌入式Linux系統移植38-39
• 5.2 驅動程序概述39-40
• 5.2.1 驅動程序分類39
• 5.2.2 驅動程序開發(fā)步驟39-40
• 5.2.3 主設備號與次設備號40
• 5.3 字符型驅動程序調用過程40-41
• 5.4 驅動程序實現41-46
• 5.4.1 存儲控制器寄存器41-42
• 5.4.2 DMA控制器寄存器42-44
• 5.4.3 時鐘控制器44-45
• 5.4.4 驅動程序流程和關鍵代碼45-46
• 5.5 驅動程序編譯與加載46-48
• 6 應用程序設計48-58
• 6.1 應用程序總體流程48-49
• 6.2 多線程編程49-50
• 6.3 網絡編程50-53
• 6.3.1 網絡通信介紹50-52
• 6.3.2 網絡通信程序的實現52-53
• 6.4 圖像處理算法實現53-58
• 6.4.1 二值化53-54
• 6.4.2 橫向連通線段提取54
• 6.4.3 圖像質心計算方法54-55
• 6.4.4 坐標值轉換方法55-58
• 7 系統測試58-62
• 7.1 系統硬件調試及遇到問題58-59
• 7.2 系統軟件調試59
• 7.3 系統運行測試59-62
• 結論62-63
• 參考文獻63-65
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況65-66
• 致謝66-67

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前1條

1 王竹梅;孫雪迎;孫德輝;李月恒;霍朝賓;;基于ARM9的DDC控制器電阻測量模塊設計[J];微計算機信息;2010年23期

中國碩士學位論文全文數據庫 前1條

1 鄭金山;一種車載GPS自主定位系統的硬件實現[D];山東大學;2007年

  本文關鍵詞：CCD工業(yè)智能視覺相機設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：324597