基于fpga与机器视觉的运动跟踪系统设计

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1、．导‘心＇．，学校代码１０１２６学号：３１４４６０５３；分类号：；编号馨ＩＮＮＥＲＭＯＮＧＯＬＩＡＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ砸ｄｂ擎隹繼褒．扇ＭＡ資Ｔ遐］Ｒ］〇１浸浸胚ＲＴＡＴＩＯＭ冷《专＊攀隹）］；－！：－．；＾：成基于ＦＰＧＡ与机器视觉的运动跟踪系统设计学院：物理科学与技术学院专业：电子与通信工程研究方向；信息光学与光纤通信技术姓名：ＴＭＪ—内木乐指导教师：ｎ克学校代码：１０１２６学号：３１４４６０５３分类号：编号：论文题目基于ＦＰＧＡ与机器视觉的运

2、动跟踪系统设计学院：物理科学与技术学院专业：电子与通信工程研究方向：信息光学与光纤通信技术獲名；Ｔ强指导教师：口克内木乐２０１６年１０月１６日原创性声明本人声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除本文己经注明引用的内容外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得岛盞直去拳及其他教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研巧；所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。￣学位论文作者签名：Ｔ多１指导教师签名：口赵内冰乐＾〇：協：２／Ｌ

3、ｎ．ｚ日期、ＶＩ、％日期在学期间研究成果使用承诺书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：内蒙古大学有权将学位论文的全部内容或部分保留并向国家有关机构、部口送交学位论文的复印件和磁盘，允许编入有关数据库进行检索，也可Ｗ采用影印、缩印或其他复制手段保存、汇编学位论文。为保护学院和导师的知识产权，作者在学期间取得的研巧成果属于内蒙古大学。作者今后使用涉及在学期间主要研巧内容或研巧成果，须征得内蒙古大学就读期间导师的同意若用于；。发表论文，版权单位必须署名为内蒙古大学方可投稿或公开发表学位论文作者签名：７强指导教师签名

4、；巧木豕．巧免日期；ｉ々！Ｌ、ｉ、ｚ日期：ｚｏｌＬｎ．ｚ内蒙古大学硕尘学位论文基于ＦＰＧＡ与机器视觉的运动跟踪系统设计１摘要随着科技的发展，机器人已经在很多重复性、危险性的工作中代替人类在社会中起到广泛的作用。机器视觉是自动控制的重要部分，现阶段的机器视觉大多是采用计算机进行运动捕捉、运动检测及运动跟踪的。在部分应用领域，比如－无人机，要求高度灵活机动性及超低功耗，使得计算机无法被应用于此。因此迫切需要一种与计算机相比性能高、功耗低、体积小的运动控制系统。Ｗ现场可编程口阵列（ＦＰＧＡ）为主要运算器件的嵌入式视觉系统具有高性

5、一一能、低功耗、结构紧凑等优点。本文款基于ＦＰＧＡ，是当前研究热点之设计了，的视觉跟踪系统，进行了原图像预处理和运动跟踪算法的逻辑推导和代码编写－ＭＡＴＬＡＢ软件进行了算法级仿真：利甩，确定了此设计方案的可行性。本论文中只给出前期工作内容，，，即对目标的识别部分。同时设计了整体硬件电路对每。个部件进行选型，并给出整个系统的顶层原理图和整体电路板布线本设计中，减小了后期目标跟踪算法的计算量，，通过大量图像预处理过程使得整体计算量也获得减少，使用稀疏光流场作为运动跟踪算法，充分利。同时用了ＦＰＧＡ的并行运算优势。从而对运动目标的捕捉和跟踪速度

6、ｔＵ及准确度获（ＰＣＢ）上－得有效提高。此外内存芯片采用了ＤＤＲ３１６００内存条，，印制电路板，ＰＣＢ信号的完整性要求也降相比于其它巧片，能使电路板布线大幅度精简对。低，同时保证了系统的高数据吞吐率要求关键词：机器视觉；运动跟踪；无人机；ＦＰＧＡ；光流法Ｉ内蒙古大学硕－上学位论文ＤＥ别ＧＮＯＦＭＯＶＩＮＧＴＲＡＣＫＩＮＧＳＹＳＴＥＭＢＡＳＥＤＯＮＦＰＧＡＡＮＤＭＡＣＨＩＮＥＶ胤ＯＮＡＢＳＴＲＡＣＴＡｌｏｎｇｗｉ化化ｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｓｃｉｅｎｃｅａｎｄｔ：ｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｒｏｂｏｔｓ

7、ｐｌａｙａｂｒｏａｄｒｏｌｅｉｎｓｏｃｉｅｔｙ．Ｔｈｅｙｈａｖｅｒｅｐｌａｃｅｄｈｕｍａｎｂｅｉｎｇｓｉｎｐｅｒｆｏｒｍｉｎｇｒｅｐｅｔ扣ｖｅａｎｄｄａｎｇｅｒｏｕｓｔａｓｋｓ．Ｉｎｒｏｂｏｔｓ，ｍａｃｈｉｎｅｖｉｓｉｏｎｉｓａｎｉｍｏｒｔａｎｔａｒｔｏｆａｕｔｏｍａｔｉｃｃｏｎｔｒｏｌ．Ａｔｔｈｅｒｅｓｅｎｔｐｐｐｓｔａｅｉｎｍｏｓｔｍａｃｈｉｎｅｖｉｓｉｏｎｃｏｍｕｔｅｒｓａｒｅｕｓｅｄｆｏｒｉｍａｅａｃｕｉｓｉｔｉｏｎｉｍａｅｇ，