基于1394b接口的车载嵌入式图像实时采集与显示系统设计

摘要

本课题是和南京一单位间的横向合作预研项目,目的是为该单位研究设计一个在装甲车辆上使用的图像实时采集与显示系统,工作人员在驾驶室内就可以通过液晶显示屏幕对车外的情况进行观测、侦查。
　　此系统是一个典型的机器视觉系统,它涉及到相机接口、图像采集与图像处理相关知识。按照相关要求,该系统一端连1394b接口的 CCD相机,另一端通过 Camera Link线连接PC机,液晶显示器上能够显示摄像机实时采集到的清晰的图像。分析了图像实时采集与显示常用的方案,并最终确定了本课题是基于“相机+PCIE图像采集卡+FPGA”的CCD实时采集与显示计方案。设计中以可编程逻辑器件 FPGA为控制核心,以SDRAM、SRAM存储器为外部缓存,以QuartusⅡ12.0为编程开发平台,采用 VerilogHDL硬件描述语言为编程语言对FPGA进行编程,实现了系统对各个功能模块的控制,最终要实现在Qt编写的界面上输出的视频清晰完整、无闪屏、无干扰条纹,且各功能模块间能随意切换。
　　在硬件设计过程中,通过 Altium Designer绘制电路图,自选芯片制成 PCB板。后期组装系统,通过调节相机参数,调试程序使系统功能以达到项目预期目标。
　　机器视觉可在一些危险环境中替代人,能提高工作效率及自动化程度,正是基于此,对于处于恶劣环境中的装甲车的观测系统,机器视觉系统便是首要选择。在自动化程度高度发展的今天,机器视觉应用已相当的广泛,而此项目正是机器视觉的一个很好的产品,可以应用于汽车上,作为汽车的倒车视频实时显示装置,方便车主且行车安全,另外可以用于各种监控场所。该项目与图像的实时拼接融合技术结合能完成场景的360度无缝实时拼接,这在军事上有着非常重要的意义。

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第一章 绪 论

1.1 课题研究背景与意义

1.2 课题研究现状及发展趋势

1.3 课题研究的内容

第二章 相机接口技术简介

2.1 相机接口简介

2.2 IEEE 1394 接口简介

2.3 Camera Link 接口

第三章 系统整体设计及硬件选择

3.1 实时图像采集与显示方案的选择

3.2 主板移植嵌入式系统及界面的布局

3.3 系统硬件及其配置芯片的选择和分析

第四章 硬件电路设计与 PCB 制板

4.1 系统电源电路设计

4.2 串行通信模块电路设计

4.3 核心板电路设计

4.4 图像输出模块电路设计

4.5 PCB 印制电路板相关知识及设计

第五章 系统软件设计及调试

5.1 编程语言

5.2 软件开发平台 Quartus Ⅱ12.0

5.3 系统软件设计

全文工作总结及展望

参考文献

攻读硕士学位期间的研究成果

致谢