基于CMOS图像传感器的智能小车视觉系统的设计与实现

摘要

在现代工业自动化生产过程中,机器视觉正成为一种提高生产效率和保证产品质量的关键技术,如机械零件的自动检测、智能机器人控制及生产线的自动监控等。在国防和航天等领域,机器视觉也具有相当重要的应用。本文在借鉴目前DSP芯片在多媒体领域的成功应用以及分析机器人视觉系统特点的基础上,运用机器视觉与嵌入式系统相结合的思想,研究并实现了基于CMOS图像传感器的智能小车的视觉系统。 传统的CCD图像采集系统具有速度慢、功能简单、体积大、功耗大等特点,不能满足日益发展的机器视觉应用的需要,尤其是在一些新型应用领域比如嵌入式视觉、智能监控方面的需要。本文利用TI公司的高性能DSP处理器和CMOS图像传感器件设计并完成了一个数字图像采集系统。论文详细且较全面地介绍了该数字图像采集系统的设计与实现过程,主要包括两大部分：一是关于系统硬件的设计及各模块的具体实现；二是介绍了一些图像处理的算法,并利用DSP对采集的图像进行预处理。 该系统具有实用、经济、体积小、易扩展等优点。本文对机器人视觉系统和嵌入式系统都进行了探索性的研究,并取得了一定的成果,为今后机器人视觉在嵌入式系统中的应用打下了坚实的基础。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1论文选题的背景、意义

1.2移动机器人视觉系统介绍

1.3移动机器人视觉系统研究现状

1.4论文的研究目的和主要内容

第二章　移动机器人视觉系统的硬件设计

2.1视觉系统工作原理

2.2智能小车的介绍

2.3视觉系统设计

2.3.1系统的选择

2.3.2系统结构的设计

2.4处理器的选择

2.4.1各处理器的比较

2.4.2本系统DSP芯片的选择

2.5图像传感器的选择

2.5.1视觉传感器选择

2.5.2OV7640简介

2.6其他器件的选择

2.6.1CPLD/FPGA的选择

2.6.2SRAM的选择

2.6.3晶振的选择

2.7本章小结

第三章移动机器人视觉系统的实现

3.1CMOS图像传感器模块的设计

3.2CPLD图像采集处理模块的设计

3.2.1CPLD设计流程

3.2.2Verilog语言的介绍

3.2.3开发环境的介绍

3.2.4图像数据的采集设计实现

3.3TMS320C6713图像采集处理模块的设计

3.3.1集成开发环境Code Composer Studio

3.3.2链接命令文件(.CMD)

3.3.3外部SRAM存储器扩展

3.3.412C控制接口设计

3.3.5中断设计

3.3.6GPIO设计

3.4采集结果

3.5本章小结

第四章移动机器人视觉系统的图像预处理

4.1色彩空间的选取

4.2图像预处理方法介绍

4.2.1直方图均衡化

4.2.2图像滤波

4.2.3边缘检测

4.3图像预处理的实现

4.3.1算法实理

4.3.2实验分析

4.4本章小结

第五章总结及展望

5.1主要研究成果

5.2存在的问题与建议

参考文献

附录

作者在学期间发表的论文

致谢