隨著現(xiàn)代技術的高速發(fā)展，人們對各種設備的智能化程度要求越來越高。作為信息最佳代表形式之一的視覺圖像及其處理已經(jīng)逐步成為眾多學科的融合點，應用于生產(chǎn)實際，為人類帶來了巨大的經(jīng)濟和社會效益。 視覺是人類信息的主要來源，隨著自動控制技術及機器視覺技術的發(fā)展，其基于機器視覺控制系統(tǒng)的研究占據(jù)越來越重要的地位。如果將機器視覺控制系統(tǒng)建立在嵌入式系統(tǒng)平臺上;形成基于嵌入式機器視覺的控制系統(tǒng)，將極大地拓展機器視覺的應用范圍，并可大幅度提高現(xiàn)有工業(yè)控制的自動化水平和生產(chǎn)效率。 本文在機器視覺與嵌入式系統(tǒng)的交叉點選題，將機器視覺與嵌入式系統(tǒng)結合起來，在研究基于嵌入式機器視覺控制系統(tǒng)方面進行一些探索，以拓展機器視覺的應用范圍。本文首先介紹了課題的背景、研究目的及意義、國內外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，提出了基于嵌入式機器視覺控制系統(tǒng)的研究課題。并以此為依據(jù)，設計了相應的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，并將其應用到智能尋跡小車的控制上。 論文以Altera公司的CycloneⅡ系列EP2C8Q208為核心芯片，構建基于FPGA的SOPC嵌入式硬件平臺，并以此平臺為基礎深入研究SOPC嵌入式系統(tǒng)的硬件設計和軟件開發(fā)方法，詳細測試和驗證系統(tǒng)存儲模塊和外圍模塊。同時以嵌入式處理器IP核NiosⅡ為核心，設計出基于NiosⅡ的視覺控制軟件。在應用中引入μc/OS-Ⅱ實時操作系統(tǒng)，介紹了實時操作系統(tǒng)μc/OS-Ⅱ的相關概念和移植方法，設計了相關底層軟件及軌跡圖像識別算法，將具體應用程序劃分成多個任務，最終實現(xiàn)了視覺圖像的實時處理及小車的實時控制。 在本設計中，圖像采集部分利用SAA7111A視頻解碼芯片完成視頻信號的采集，利用FPGA完成復雜高速的邏輯控制及時序設計，將采集的數(shù)字視頻信號存儲在外擴存儲器SRAM中，以供后續(xù)圖像處理。 在構建NiosⅡCPU時，自定制了SRAM控制器、irda紅外接口、oc i2c接口、PWM接口和VGA顯示接口等相關外設組件，提供了必要的人機及控制接口，方便系統(tǒng)的控制及調試。