基于fpga的全景监控系统的分析与实现-(5608)

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1、哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复

2、印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日基于FPGA的全景监控系统的研究与实现摘要综合国内外在视频监控技术上的发展特点，本文在市场上单点单方向低分辨率监控系统的基础上提出了一种基于FPGA

3、的360°全景监控系统的实现方案，主要完成了以双NIOSII软核处理器为核心的远程网络全景监控功能和以VGA播放为核心的本地常规监控功能。本设计首先采用8个CMOS图像传感器OV9650按照正八边形布局采集360°全景视频，再采用一片CPLD对图像传感器进行初始化配置，并对其采集的360°全景视频数据进行预处理，然后送给FPGA端；由FPGA捕获全景视频数据之后分别实现远程监控功能和本地监控功能。其中远程客户端可以是任意一台接入监控网络的PC机，利用PC机编写监控应用程序接收、解析，并采取滚动式播放全景视频；而本地客户端可以是任意一台有VGA接口的显示器，通过VGA线

4、接上显示器即可播放其中一个摄像头的监控视频，同时添加了按键以便用户能够在8个摄像头间来回切换监控画面。本文在实现远程监控功能时的设计思想为：全景视频数据经过FPGA内部2个RAM乒乓缓存后送入由2个NIOSII软核和相应外设构建的SOPC系统，通过多核架构实现全景视频数据的读取、存储和网络传输。设计首先定制符合AVALON总线规范的2个RAM控制器读取外部RAM中的全景图像数据；然后在第一个NIOSII软核中开启DMA传输，将全景视频数据存入SRAM中；同时在另一个NIOSII软核中移植实时操作系统uC/OS-II进行多任务调度，并选用LWIP协议、socket编程将

5、SRAM中的全景视频数据传输到网络上。本文在实现本地监控功能时的设计思想为：经过按键选中的一路视频数据经过SDRAM缓存后送入由视频转换芯片ADV7123构成的VGA驱动模块。设计首先通过VHDL语言完成视频从输入YUV422格式到输出RGB565格式的转换，并编写SDRAM硬件驱动、VGA时序；同时调用FPGA内部FIFOIP核实现摄像头（24MHz）、SDRAM（100MHz）、VGA（25MHz）三者间跨时钟域的数据交互，并最终得到VGA播放所需要的格式视频数据。最后，本全景监控系统采用Altera公司提供的FPGA开发板作为实验平台，实验结果表明本设计达到了预

6、期目标。关键词：全景监控；CMOS图像传感器；双核；VGA；网络传输哈尔滨工程大学硕士学位论文AbstractSynthesizingcharacteristicofthesurveillancetechnologies’development,thisthesiswillintroduceapanoramicvideosurveillancesystemimplementedbyNiosIIsoft-coreandVGAdisplaybasedonFPGAboard,whichisbetterthanthesingledirection、singlepointand

7、lowresolutionofmonitoringonthemarket.Insystemdesign8CMOSimagesensorseachbynameOV9650hasbeenusedforcapturingpanoramicvideo.Theimagesensorswereinitializedandpre-processedthevideodatabyaCPLDchip,thenthecapturedvideodatawassenttotheFPGAboard.InFPGAboard,thepanoramicvideodatawillbep