高幀高清CMOS工業(yè)攝像機設計與實現(xiàn).pdf

1、碩士學位論文高幀高清CMOS工業(yè)攝像機設計與實現(xiàn)DesignandImplementationofHighframerateandHighresolutionratioCMOSCamera學號：——2l蝕9004大連理工大學DalianUniversityofTechnology大連理工大學碩士學位論文摘要高幀頻、高分辨率圖像在生產生活、科學研究以及國防軍事等多種領域有著越來越多的需求。相較于一些國家，我國的研究相對滯后，進行高幀高清工

2、業(yè)攝像機的研制具有很大的學術價值和使用價值。基于FPGA、DDR2內存芯片和USB30技術，本文提出了一種高幀高清工業(yè)攝像機設計方案，從高性能傳感器應用、海量數(shù)據存儲、高速數(shù)據傳輸?shù)确矫嫱瓿闪讼到y(tǒng)設計。攝像機由圖像采集、圖像存儲、圖像傳輸、圖像顯示四個模塊組成，前三部分構成了攝像機的下位機，圖像顯示模塊構成了上位機。下位機硬件設計采用了模塊化設計思想。圖像采集模塊選用Altera公司的CycloneIII系列FPGA作為主控器，選用Cm

3、osis公司的高性能CMOS圖像傳感器作為核心感光元件；圖像存儲模塊選用Micron公司的DDR2芯片構建存儲陣列；圖像傳輸模塊選用Cypress公司的USB30芯片構建傳輸通道。系統(tǒng)軟件設計主要包括了下位機FPGA邏輯設計及上位機程序設計。FPGA邏輯設計采用VerilogHDL語言實現(xiàn)了各硬件模塊的驅動時序以及模塊間的握手控制，完成整個卜位機數(shù)據流的正確傳遞；在FPGA內部開辟兩塊雙口RAM，對其乒乓讀寫操作，解決了傳感器高速流水式

4、串行數(shù)據接收的難題；采用SlaveFIFO模式完成了對USB30通道的控制。上位機程序基于MFC圖形界面庫及CypressAPI設計，采用C語言編程，使用了多線程、內存映射技術，實現(xiàn)了圖像顯示、存儲、回放、保存等功能。高幀高清工業(yè)攝像機涉及到復雜的軟硬件設計及調試工作，所需知識龐雜，本文最后部分給出了常見硬件電路排錯、軟件系統(tǒng)調試以及軟硬件聯(lián)調的方法。測試結果表明，系統(tǒng)能夠實現(xiàn)分辨率20482048、幀率180fps或者分辨率20481