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基于FPGA的全方位视觉图像畸变校正

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发表于 2019-9-25 09:55 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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基于FPGA的全方位视觉图像畸变校正
) Y/ P8 V% Z# Y; C7 s; P8 W
/ c& j2 j% A0 ]
全方位视觉能够在一幅图像中观测到半球域的信息,因此其应用也越来越广泛,鱼眼镜头是建立全方位视觉系统的最有效的方法之一,它使用单一镜头就能够捕获半球图5 l$ T' ?# E/ w, U( ^2 A( g
像,使用两个鱼眼镜头则能够一次获取整个空间的完整图像,但是鱼眼镜头图像虽然观测视野很大,但也带来了较大的图像畸变,给应用造成了很大的问题。虽然这种畸变可
$ R4 f* y; z* w3 U4 s以用很多方法来进行校正,但大多方法都只限于理论或在PC机上实现,但由于其体积,功耗和处理速度等原因,其并不适合用在车载系统中。0 h$ n# }1 t: t7 L, @' W% T( V

! u8 [& V3 r) |6 p& a随着电子技术的发展,集成电路的集成度越来越高,复杂的系统可以在一块集成电路j卷片中实现,FPGADSPARM处理芯片的发展为图像,视频,等应用带来了更多的解
6 T. P+ E! F7 h1 V# ^决方案,嵌入式系统已经成为当前EDA领域最热门的研究方向,使用嵌入式系统可以降低产品功耗,缩小产品体积,提高系统集成性,使产品具有更强的市场竞争力。由于鱼) e" H1 L" A- d/ P& B
眼图像畸变校算法正包含了并行的图像数据运算,因此非常适合采用并行结构的FPGA对其进行处理。. x/ I' s7 _% |1 p5 ^4 I& x
; U) I0 ~1 Q# g* w1 p) [( H3 q
本课题根据鱼眼镜头本身的特点,在对多种鱼眼图像畸变校J下算法进行详细研究的基础上,提出了一种适合于FPGA实现的基于球形透视投影模型的畸变校正算法。并通过实验确定算法中所需确定的各个参数。) L; {2 p7 S( k" E

" G3 c( s: t) ~0 @9 K$ R3 ~) s通过对算法和实际问题的分析,将系统分成采集,存储,校正,输出几个部分,采集和传输部分采用串口,存储器采用DDR—SDRAM,校正和各部分驱动采用FPGA实现。在8 ~: ]7 K: U+ a! P  _
FPGA的驱动下数据由串口输入,接收到数据后暂存在DDR—SDRAM存储器中,同时通知校正模块进行校正,校正模块采用校正算法将存储的图像进行校正并进行转存,最后图像由输出端进行输出。
: [$ c2 y) d: P2 I2 p' @8 f5 w! B( C  \* y" I1 a7 V
在确定系统方案后,采用verilog硬件描述语言进行FPGA的设计,完成了串口收发驱动模块,DDR-SDRAM控制模块,图像畸变校正模块等各个模块设计,实现了各个模块1 P1 E! F$ t6 x% j
的逻辑功能。
- X2 T0 r; d) l2 Z$ X- e" d
3 i" s( I: q; w最后通过仿真软件对设计的FPGA各个模块进行仿真试验,试验结果表明在FPGA中的各个模块均可正确完成各自逻辑功能,结果达到预期,能够满足应用的要求。8 W8 R1 p5 J/ P" k& i
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