基于Camera Link的高速图像采集系统设计.pdf

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1、工DOI：10．3969／j．issn．1009-9492．2013．05．003基于CameraLink的高速图像采集系统设计宋海亮，任德均，蒋涛，陈仁金(1．四川大学，四川成都61O065；2．中国石油四川石化南充炼油厂，四川南充637000)摘要：实时图像处理系统是机器视觉技术重要发展方向之一，对于高速、大容量图像采集系统要求更为苛刻。以FPGA为硬件平台，结合嵌入式NIOS软核，设计了一套基于CameraLink的高速图像采集系统。同时对系统软件进行了仿真，对系统硬件进行了模块化设计与综合调试，对系统上电实际测试，满足设计要求。关键词：CameraLink；FPGA；图像采集；

2、机器视觉中图分类号：TP391．41文献标识码：A文章编号：1009—9492(2013)05—0011—04High-SpeedImageAcquisitionSystemBasedonCameraLinkSONGHai-liang，RENDe-jun，JIANGTao，CHENRen-jin(1．SichuanUniversity，Chengdu610065，China；2．ChinaPetroleumandPetrochemicalNanchong，Nanch0ng637O00，China)Abstract：Real-timeimageprocessingisanimportan

3、tdevelopingdirectionofmachinevisionsystem．Tomeettherequirementofhigh-speedreal-timeimageprocessing，theimageacquisitionsystemmustachieverigorousstandards．ThispaperusingtheFPGAasthehardwareplatform，combiningwithembeddedNIOSsoft-core，designahigh-speedimageacquisitionsystembasedonCameraLink．Simulate

4、dthesoftwaresystembytheModelSim，designedthehardwareasmodularpartsandpassintegrateddebugging，testedthesystemactually，andmetdesignrequirement．Keywords：CameraLink；FPGA；imageacquisition；machinevision0引言集卡，高速采集生产线上液态药剂照片，进行图图像采集系统在实际应用中多呈现为适应一像处理后对有异物的药剂进行剔除。该系统换代种或多种通信协议的图像采集卡，图像采集卡作型号提出了更高的技术要求，相应的

5、图像采集卡为机器视觉系统中关键的一环，是图像采集单元也进行了重新设计。根据新的设计要求，对本次(多为工业数字照相机)与数据处理单元(工业控设计的图像采集系统进行了子系统分立设计、分制计算机或者其他嵌入式处理系统)之间的接立仿真、系统集成和系统级仿真，并设计生产了口，直接决定了图像数据采集的速度、精度、传一套试验样板，对系统样板进行综合测试，满足输距离等重要参数，从而影响整个机器视觉系统设计要求。总体性能--。图像数据传输采用的通信协议决定了1图像采集系统概述图像采集卡的种类与性能，基于一种通信协议设作为图像采集单元(工业相机)与图像处理计的图像采集卡的价格及其性能则决定了它的应单元的接

6、口，图像采集系统接收工业相机的数用范围。综合考虑通信协议的速度、成本等因据，进行分析整理后把图片像素数据送到图像处素，在工业应用环境中，多采用基于IEEE1394理单元的存储器中。工业相机传来的数据中除了fFireWire)总线、千兆以太网或者CameraLink总线图片像素数据以外还包括图像同步信号、相机控等协议的图像采集卡。本文即来源于基于机器视制命令、相机设置参数等数据[31。所有的数据都按觉的某自动化液态药剂异物检测系统，该系统中照通信协议的规则进行编码和传送，而图像采集采用了基于CameraLink总线协议的相机及图像采卡需要对这些数据进行分离，提取其中的图片像收稿日期：20

7、13—02—28F-虿曩虿露__·_可——————1曩墨曩器■曩]Li誊毒I11I__I。＆-±0■————————————JL0＆‘￡2■(工、业自动化素数据送给图像处理单元，接收并发送相机控制两个FIFO是基于IP软核，通过MegaWizard生成命令和相机设置参数，对相机进行控制，以满足的，数据位数为8位，深度lk。具体工作原理_丁作要求。图像处理单元对图像信息进行适当处为，当相机接收到触发信号后，相机内部操作快理，进一步发送到上位机或者