機(jī)器人的視覺系統(tǒng)模塊的設(shè)計(jì)

一、概述

　　視覺技術(shù)是近幾十年來發(fā)展的一門新興技術(shù)。機(jī)器視覺可以代替人類的視覺從事檢驗(yàn)、目標(biāo)跟蹤、機(jī)器人導(dǎo)向等方面的工作，特別是在那些需要重復(fù)、迅速的從圖象中獲取精確信息的場合。盡管在目前硬件和軟件技術(shù)條件下，機(jī)器視覺功能還處于初級水平，但其潛在的應(yīng)用價值引起了世界各國的高度重視，發(fā)達(dá)國家如美國、日本、德國、法國等都投入了大量的人力物力進(jìn)行研究，近年來已經(jīng)在機(jī)器視覺的某些方面獲得了突破性的進(jìn)展，機(jī)器視覺在車輛安全技術(shù)、自動化技術(shù)等應(yīng)用中也越來越顯示出其重要價值。本文根據(jù)最新的CMOS圖像采集芯片設(shè)計(jì)了一種通用的視覺系統(tǒng)模塊，經(jīng)過編制不同的圖像處理、模式識別算法程序本模塊可以應(yīng)用到足球機(jī)器人，無人車輛等各種場合。

　　二、設(shè)計(jì)原理

這里主要問題在于FPGA內(nèi)部的雙口RAM讀寫操作共用同一數(shù)據(jù)總線和地址總線，當(dāng)同時進(jìn)行讀寫操作的時候就會產(chǎn)生時序問題導(dǎo)致寫入或讀出的數(shù)據(jù)錯誤。在這兩個過程中為了防止數(shù)據(jù)和地址總線沖突，在FPGA內(nèi)部設(shè)計(jì)了一個中央總線仲裁器。根據(jù)公共數(shù)據(jù)傳輸?shù)南群箜樞?，中央仲裁器先接?a href="http://www.ttokpm.com/tags/圖像傳感器/" target="_blank">圖像傳感器的總線請求，當(dāng)圖像存儲到RAM之中后，中央仲裁器才響應(yīng)單片機(jī)系統(tǒng)的讀信號請求。

　　這里給出雙口RAM的構(gòu)造及讀寫控制程序：

　　Entity dual_port_ram is
　　Generic(d_width:integer:=2;
　　Mem_depth:integer:=8);
　　Port(clk:in STD_LOGIC;
　　CS:in STD_LOGIC;
　　We: in STD_LOGIC;
　　Indata: in STD_LOGIC_VECTOR(7 downto 0);
　　Outdata:out STD_LOGIC_VECTOR(7 downto 0);
　　Raddr,waddr:in STD_LOGIC_VECTOR(1 downto 0));
　　End dual_port_ram ;
　　Architecture data of dual_port_ram is
　　Type mem_type is array(3 downto 0) of
　　STD_LOGIC_VECTOR(7 downto 0);
　　Signal mem:mem_type;
　　Begin
　　Process(clk,we,waddr)
　　Begin

　　If(rising_edge(clk))then
　　If(we='1')then
　　Mem(conv_integer(waddr))

編輯：jq