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水田攪漿機平地裝置的設計與試驗研究
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資料類別
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電子電工畢業(yè)論文（設計） |
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課程(專業(yè))
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電子與通信工程 |
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關(guān)鍵詞
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煙草除雜機|圖像處理系統(tǒng) |
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適用年級
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研究生 |
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身份要求
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普通會員 |
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金 幣
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20 �。�金幣如何獲得？） |
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文件格式
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caj |
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文件大小
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15811K |
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發(fā)布時間
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2014-08-08 10:37:00 |
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預覽文件
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無 |
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下載次數(shù)
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0 |
| 發(fā)布人 |
kj008 |
內(nèi)容簡介：
碩士學位論文 水田攪漿機平地裝置的設計與試驗研究，共87頁。
摘 要
煙草除雜機是用于煙葉生產(chǎn)流水線上剔除煙草中異物的專用裝置。它是一種集電、光、機、氣為一體的自動化檢測系統(tǒng)。煙草除雜機有較高的實時性與準確性要求,因此釆用的數(shù)字圖像處理平臺必須具備支持復雜算法和處理海量高速數(shù)據(jù)的能力。論文針對卷煙廠釆用的某一款煙草除雜機進行了圖像處理系統(tǒng)的軟硬件設計。
論文首先完成了圖像處理系統(tǒng)的總體設計,主要包括軟硬件設計兩部分。
完成了煙草除雜機圖像處理平臺的硬件設計,主要包括最小系統(tǒng)、CCD相機釆集電路、外存儲器電路和數(shù)據(jù)通信電路的設計。具體有:電源電路,時鐘電路,FPGA配置電路和復位電路的設計;CameraLink接口和CameraLink信號轉(zhuǎn)換板卡設計;FPGA與FLASH接口電路、FPGA與SSRAM接口電路和FPGA與SDRAM接口電路的設計;RS232接口電路、以太網(wǎng)接口電路及FPGA和DSP通信接口電路的設計。研究了煙草異物識別算法及其在FPGA上的實現(xiàn),具體包括:算法需求分析、圖像預處理、二值化異物剔除算法、子算法模塊FPGA實現(xiàn)、自適應IP核設計、SOPC系統(tǒng)集成和NIOS軟核程序開發(fā)。其中NIOS程序主要包括圖像獲取,圖像二值化和以太網(wǎng)網(wǎng)卡驅(qū)動及通信程序的設計。
最后進行了現(xiàn)場硬件設備與軟件程序聯(lián)試聯(lián)調(diào)。其中包括FPGA與DSP圖像通信接口 EMIFA的聯(lián)合調(diào)試,并對煙草除雜機在實際生產(chǎn)線上的剔除效果進行了分析與總結(jié)。
關(guān)鍵詞:煙草除雜機,圖像處理系統(tǒng),FPGA, DSP, SOPC
目錄
Abstract II
1 m i
1.1課題背景及研究意義 1
1.2國內(nèi)外煙草除雜機發(fā)展現(xiàn)狀 2
1.3本文的主要研究內(nèi)容與章節(jié)安排 3
2煙草除雜機圖像處理系統(tǒng)的總體設計 4
2.1煙草除雜機工作原理 4
2.2圖像處理系統(tǒng)總體設計 5
2.3 CCD 相機 CV-L107CL 介紹 8
2?4PFGA 芯片 EP2S90F1020 介紹 9
2.4.1FPGA基本結(jié)構(gòu) 9
2.4.2 EP2S90F1020 選型分析 10
2.4.3 FPGA開發(fā)環(huán)境 11
2.5 DSP 芯片 TMS320C6455 介紹 12
2.5.1 DSP基本結(jié)構(gòu) 12
2.5.2 TMS320C6455 選型分析 13
2.5.3 DSP開發(fā)環(huán)境 14
2.6本章小結(jié) 14
3圖像處理板卡硬件電路設計 15
3.1最小系統(tǒng)設計 15
3.1.1電源電路設計 15
3.1.2時鐘電路設計 17
3.1.3 FPGA配置電路設計 18
3.1.4復位電路設計 19
3.2 CCD相機數(shù)據(jù)采集電路設計 20
3.3外存儲器電路設計 23
3.3.1 FPGA與FLASH接口電路設計 23
3.3.2 FGPA與SSRAM接口電路設計 24
3.3.3 FPGA與SDRAM接口電路設計 26
3.4數(shù)據(jù)通信電路設計 27
3.4.1 RS232接口電路設計 27
3.4.2以太網(wǎng)接口電路設計 28
3.4.3FPGA與DSP接口電路設計 29
3.5本章小結(jié) 32
4異物識別算法的設計與FPGA實現(xiàn) 34
4.1煙草除雜算法設計 34
4.2算法子功能模塊的FPGA實現(xiàn) 36
4.2.1時鐘需求分析 37
4.2.2圖像緩存模塊 37
4.2.3圖像預處理模塊 39
4.2.4圖像二值化模塊 42
4.2.5異物統(tǒng)計模塊 43
4.3自定義IP核設計及SOPC系統(tǒng)構(gòu)建 46
4.3.1圖像融合IP核 48
4.3.2 RGB圖像獲取IP核 49
4.3.3 二值化查找表存儲IP核 50
4.3.4圖像處理IP核 51
4.3.5 SOPC系統(tǒng)構(gòu)建 52
4.4NIOS II程序 發(fā) 54
4.4.1圖像獲取NIOS設計 56
4.4.2圖像二值化NIOS設計 57
4.4.3以太網(wǎng)NIOS設計 58
4.5本章小結(jié) 63
5系統(tǒng)聯(lián)試聯(lián)調(diào) 64
5.1 EMIFA 接 口調(diào)試 64
5.1.1 EMIFA 配置過程 64
5.1.2 EMIFA 讀寫 FPGA 內(nèi)部 SRAM 設計 65
5.2系統(tǒng)軟硬件聯(lián)調(diào) 69
5.2.1圖像板卡系統(tǒng)組裝 69
5.2.2系統(tǒng)測試與結(jié)果分析 70
5.3本章總結(jié) 72
6總結(jié)與展望 73
附圖A圖像處理系統(tǒng)板卡實物圖 79
附圖B系統(tǒng)總體設計圖 80
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