[发明专利]一种基于FPGA技术的视觉目标自适应检测控制器

说明书

技术领域

本发明属于视觉目标自适应检测控制装置，具体涉及一种基于FPGA技术的视觉目标自适应检测控制装置。

背景技术

随着自动控制技术的发展，机器视觉系统已应用到检测、测量、定位以及识别等领域得到了较广泛的应用，利用图像处理及机器视觉技术进行检测的最大特点是能进行无接触测量，与传统检测方法相比，视觉检测技术具有可重复性强、非接触、速度快和精度高等优点，因此机器视觉为生产过程检测领域提供了一种准确度和低成本兼容的方法。

目前典型的机器视觉系统绝大多数仍然是基于纯软件的设计方案，其机器视觉系统基本结构主要包括照明光源、图像采集卡、PC处理计算机，以及相应的图像处理程序等组成。由于大多数的机器视觉系统的检测对象都是运动物体，系统处理的时间和处理速度有着较严格的要求，而基于PC的图像的处理和分析软件采用的是window平台下的软件架构，对计算机性能依赖较大，还造成机器视觉系统的体积大、不方便移动。如“基于机器视觉的高速瓜果品质识别系统”（CN1462875）包括图像采集系统、光学成像系统和光纤传感器，采用外部信号触发控制图像采集、双CCD三维立体视觉和彩色图像处理技术，但其图像处理程序是基于Window开发的，采集系统的体积较大；“基于视频车辆光学特征识别匹配的交通流量检测系统” 该系统也是基于Window开发，其硬件结构由照明器、视频输入器、图像采集卡、主控PC机、显示器和触发装置等组成。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种实时性好、数据处理速度快、体积小、工作可靠的基于FPGA技术的视觉自适应检测控制器。

本发明的技术方案是以下述方式实现的：一种基于FPGA技术的视觉目标自适应检测控制器，包括CCD摄像头、视频输入模块、时钟模块、传感器模块、位置驱动与控制模块以、FPGA视频检测控制器； 

CCD摄像头的模拟视频输出信号端与视频输入模块的模拟视频输入信号端连接；视频输入模块的视频输出端与FPGA视频检测控制器的视频预处理单元输入端连接，视频输入模块的同步控制信号端与FPGA视频检测控制器的同步控制端连接，视频输入模块的配置控制总线端与FPGA视频检测控制器的配置控制总线端连接； FPGA视频检测控制器的目标位置输出单元的控制信号端与位置驱动与控制模块的控制信号端连接，FPGA视频检测控制器的目标位置输出单元的目标位置信号输出总线与位置驱动与控制模块的目标位置信号输入总线连接，位置驱动与控制模块的驱动信号端与执行电机的驱动信号端连接；FPGA视频检测控制器的目标位置检测输入信号端与传感器模块的目标位置检测输出信号端连接；FPGA视频检测控制器的时钟输入端与时钟模块的时钟输出端连接；

FPGA视频检测控制器的数据总线和地址总线分别与FLASH模块、SDRAM模块、SDRAM1模块的数据总线和地址总线连接；FPGA视频检测控制器的SDRAM控制输出端与SDRAM模块的控制输入端连接，FPGA视频检测控制器的SDRAM1控制输出端与SDRAM1模块的控制输入端连接；FPGA视频检测控制器的Flash控制输出端与Flash模块的控制输入端连接。 

所述FPGA视频检测控制器由用Verilog硬件描述语言编写的逻辑控制单元、视频预处理单元、视频目标检测单元、目标位置输出单元组成。

所述逻辑控制单元由时钟分频模块、控制模块组成。

所述视频预处理单元由视频控制器模块、FIFO模块、滤波模块、存储模块、SDRAM控制模块组成。

所述视频目标检测单元由Flash控制模块、双口RAM模块、光线检测模块、图像检测模块、粒子群优化模块组成。

所述的目标位置输出单元由输出控制模块、FIFO-A模块组成。

本发明是基于现场可编程阵列FPGA（Field Programmable Gate Array） 芯片的设计，在硬件设计上采用模块化式设计，易于硬件的升级，同时还可以下载不同的图像检测程序，以适应不同的工作条件，具有数据处理速快、集成度高，系统的体积小、现场工作可靠等特点。

附图说明

    图1是本发明的原理框图。

    图2是FPGA视频检测控制器中逻辑控制单元的原理框图。

图3是FPGA视频检测控制器中图像预处理单元的原理框图。

图4是FPGA视频检测控制器中视频目标检测单元的原理框图。