基于dsp图像采集技术的研究与开发（可复制）.pdf

摘要图像采集技术在现代信息处理技术中占有非常重要的地位。在一般应用中,图像采集采用基于计算机的处理系统,而本系统针对的是农业机器人视觉导航定位系统的图像采集部分,所以开发出基于数字信号处理器耐枷癫杉低尘哂泻芨叩难芯考壑怠本论文首先研究了数字图像采集系统的实现方法,提出图像采集系统的系统结构框架。在此研究基础上,结合农业机器人的视觉导航定位系统设计要求,论文论述了基于枷癫杉系统的硬件设计方法,详细介绍了基于视频解码芯片的视频图像采集技术、线的多通道缓冲串实现技术、的数字图像传输技术以及系统中的逻辑设计和时序设计,本文侧重于图像采集系统的硬件设计。文中首先讲述了系统设计的整体思路。然后分章节讲述各个模块设计的技术细节,最后总结系统调试过程中遇到的一些问题和解决问题的办法,并为系统进一步优化提出了建议。本文为采用钩赏枷癫杉低程峁┝艘恍┯价值的参考。关键词:珻枷癫杉际中国农业大学硕士学位论文
量■奠皇皇皇瘛觥觥!C笆黻倌ā!;省觥鰘■—■———■■奠■墨量■■——置曼量置鼃■■■■—■——矗—■■—■—●■■■■■∞,,:,...琲,甀.
第一章绪论选题背景图像是用各种观测系统以不同形式和手段观测客观世界而获得的,可以直接或间接作用于人眼进而产生视、知觉的实体。随着电子技术和计算机技术的飞速发展,数字图像技术今年来得到极大的重视和长足的发展,并在科学研究、工业生产、医疗卫生、通信等方面得到广泛的应用。人类感知外部世界主要是通过视觉、触觉、听觉和嗅觉等感觉器官,有人统计,其中约%的信息是由视觉系缆,也就是从图像中获得的“R虼耍杂谥悄芑骼此担秤杌饕匀死嗍觉的功能对发展智能机器是及其重要的,因此作为农业机器人前端的图像采集变得非常重要。目前,很多机器人都是通过机加上信息采集卡作为机器人的大脑,这样不仅增大了机器人的体积、功耗,而且需要更大的成本。作为农业机器人由于其在田间的工作的特殊性有别于工业机器人,所以需要低功耗,低成本,工作环境恶劣等因素。本文采用了〈鶳作为机器人的信息采集系统核心器件。酒渤剖中藕糯器,是一种具有特殊结构的徼处理器。酒哪诓坎捎贸绦蜃芟吆褪葑芟叻挚5墓鸾构,具有专门的硬件乘法器,广泛采用流水线操作,提供特殊的噶睿梢杂美纯焖偈迪各种数字信号处理算法,具有功耗低,运算速度快等特点。因此,慕峁固氐愫驮怂隳芰使其在乱悼刂啤⑹莶杉⑺惴ㄓτ玫确矫娣⒒映鲈嚼丛饺挠攀啤T谕枷翊碇兴苁凳采集大量的图像数据,经过快速处理后存入系统硬盘或输出到外部设备中。自主式机器人的研究开始于世纪年代”=改昀矗灾魇交魅嗽诠ひ怠⑴┮怠航天、医学及社会服务等领域发挥的作用越来越大,应用的范围也越来越广泛。在自主式机器人的相关技术中,定位导航技术可以说是它的核心部分,也是其实现真正的智能化和完全的自主移动的关键技术。我国是一个农业大国,舳%的人口是农民,农业现代化与自动化是当翦急需解决的问题。发展农业自主式机器人,可以减轻农业劳动人员的劳动强度和作业环境;改善农业的生产环境,防止农药、化肥等对人体的伤害;提高农业的作业质量和劳动生产率等。更重要的是农业自生式机器人改变了农业操作方式,它将会引起农民、农业平┐逶谏绞健⑸罘绞健⑿形7式等各个方蘑的深刻变革。在日本、美国等发达国家,农业人口较少,随着农业生产的规模化、多样化、精确化,劳动力不足的现象越来越明显。许多作业项目如蔬菜、水果的挑选与采摘,蔬菜的嫁接等都是劳动力密集型的丁作,再加上时令的要求,劳动力问题很难解决,正是基于这种情况,农林业机器人应运而生。同时,随着信息化时代的到来和设施农业、精确农业的出现,一向被视为落后的农业生产方式也必将乘上现代化的快车,而农业的新发展尤其离不开生物工程与信息化,在这方面,机器人具有得天独厚的能力”‘。机器人的数字图像采集是将阆裢凡杉哪D馐悠低枷裢ü悠到饴胄酒幌中国农业大学硕上学位论文第一章舛
国内外研究现状列的转换转为数字视频图像信号,然后将图像数据交给酒写怼W源兰年代初期第一片数字信号处理器芯片虺艱世以来,鸵数字器件特有的稳定性,可重复性,可大规模集成,特别是可编程性和易于实现自适应处理特点,给数字信号处理的发展带来了巨大的机遇,并使得信号处理手段更灵活,功能更复杂,应用领域也拓展到国民经济生活的各个方面。近年来,由于半导体制造工艺的发展和计算机体系结构等方面的改进,酒墓δ茉嚼丛角看螅馐沟眯藕糯硌芯康闹氐阍诤艽蟪潭壬峡以放在软件算法上,而不像过去那样需要过多的考虑硬件实现。而且随着怂闼俣鹊奶岣摺能够实时处理的信号带宽也大大增加,数字信号处理的研究重点也由最初的非实时应用转向了目前,世界各国对农业机器人非常重视,投入了人量资金和人力进行研究开发。.日本是研究农业机器人最早的国家之一,早在世纪年代后期,随着工业机器人的发展,对农业