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基于FPGA的线阵CCD图像测量系统研究

更新时间：2020-04-01 03:58:07 大小：9M 上传用户：gsy幸运查看TA发布的资源 标签：fpga 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

图像测量系统以电子设备来感知客观环境的图像特征并加以利用从而实现检测、控制等目的。多数应用领域都要求图像测量系统以非接触测量方式在较高的精度下以尽量快的速度完成一系列处理过程。传统电机测速方法通常是基于单片机或者工控机平台等的软件串行工作方式并采用编码器、光栅、霍尔元件等实现，在高速高精度应用要求下其性能往往受限很多。

    当前利用CCD(Charge Coupled Device电耦合器件)技术进行高速高精度的实时非接触测量逐步成为现实并取得了较好的效果。此外，FPGA(Field Programmable Gate Array现场可编程门阵列)作为目前应用最为广泛的可编程逻辑器件之一，它基于硬件并行处理技术，运算速度快，配置灵活易用，非常适宜于作为图像测量系统的处理核心。本课题以直流无刷电机测速为研究对象，将线阵CCD和FPGA结合使用从而实现电机测速的目的，同时达到了精确性和实时性上的要求。

    课题在电机测速需求分析的基础上重点研究了线阵CCD的驱动、CCD信号的CDS(Correlated Double Sampling相关双采样)处理和AD(Analog to Digital模拟数字)转换以及FPGA实现FIFO(First In First Out先入先出)存储及FFT(Fast Fourier Transformation快速傅立叶变换)运算等功能，软件方面着重分析了自相关测速算法的原理及其FPGA硬件实现，结合系统对实时性的要求，改进了FFT计算处理方式，采用Verilog HDL硬件描述语言编写各驱动时钟信号及芯片配置程序，在ALTERA综合开发平台QuartusⅡ下进行编译、仿真并下载到FPGA芯片中。最后搭建了光学实验平台，经过与编码器测速方式的对比实验，验证了本课题所设计的电机测速硬件平台系统及相关算法程序工作稳定可靠，具有良好的实时性和精确性。

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