散焦测距DSP系统设计与实现

论文摘要

DSP技术正迅速应用于通信、电子、计算机等各个领域,用DSP技术来完成复杂运算对于工程实现具有十分重要的意义。 在计算机视觉研究中,景物深度信息的测量大都是基于聚焦图像进行的,采用方法也多以立体视觉和运动视觉为主。这些方法虽然测量精度高,但也存在着测量过程复杂和计算量大等缺点,因此实时性不好,很难满足一般运动物体的测量要求。基于散焦图像的测距原理是根据物体所处位置如果偏离摄像机聚焦平面,就会在像检测器上形成模糊的散焦图像,且偏离距离越大,图像的散焦模糊程度也越强,利用这一图像变化特点并结合少量预知的参数就可计算获得物体的距离信息。由于该方法属于单眼视觉,避开了目前仍未能有效解决的立体视觉特征点对应性的问题。因此相对于立体视觉,在很多领域具有实际应用价值。 在系统设计上,我们主要以浮点DSP系统板设计为核心,同时将CPLD、CMOS图像传感器、步进电机及驱动控制、串口通信等电路整合在一起,构建一套完整的散焦测距系统。本论文探讨了基于DSP技术的散焦测距系统,从算法构思、硬件设计、软件调试、性能分析等几方面,系统地阐述了设计的全过程。并着重研究了系统的硬件设计,讨论了CPLD的时序控制、图像传感器的寄存器控制以及DSP芯片的硬件开发、软件实现、实验分析等等。

论文目录

• 第1章 绪论
• 1.1 散焦测距技术国内外发展现状
• 1.2 散焦测距原理
• 1.3 讨论
• 第2章 系统设备介绍
• 2.1 光学镜头
• 2.2 步进电机
• 2.2.1 步进电机本体
• 2.2.2 驱动控制器
• 2.3 主要器件介绍
• 2.3.1 图像传感器
• 2.3.2 DSP介绍
• 2.3.3 可编程逻辑器件介绍
• 2.4 本章小结
• 第3章 DSP系统设计
• 3.1 DSP系统方案
• 3.2 图像传感器电路设计
• 3.3 信号处理板设计
• 3.3.1 DSP电路
• 3.3.2 DSP其它外围电路设计
• 3.3.3 CPLD电路
• 3.4 PCB布局布线
• 3.5 本章小结
• 第4章 系统软件设计
• 4.1 CPLD软件设计
• 4.1.1 VHDL语言简介
• 4.1.2 MAX+Plus Ⅱ软件平台
• 4.1.3 CPLD时序控制的实现
• 4.2 DSP程序开发
• 4.3 本章小结
• 第5章 系统实验结果分析
• 5.1 系统实验结果及分析
• 5.2 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢
• 附录
• 个人简历