基于ARM FPGA视频数据采集装置

1、序号： 编码： 湖北省第八届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛作 品 申 报 书作品名称： 基于arm+fpga视频数据采集装置 学校全称： 湖北工业大学工程技术学院 申报者姓名（集体名称）： 类别：自然科学类学术论文 哲学社会科学类社会调查报告和学术论文 科技发明制作a类 科技发明制作b类 说 明1申报者应在认真阅读此说明各项内容后按要求详细填写。2申报者在填写申报作品情况时只需根据个人项目或集体项目填写a1或a2表，根据作品类别（自然科学类学术论文、哲学社会科学类社会调查报告和学术论文、科技发明制作）分别填写b1、b2或b3表。所有申报者可根据情况填写c表。3表内项目填写时一律用钢笔或打

2、印，字迹要端正、清楚，此申报书可复制。4序号、编码由湖北省第八届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛组委会填写。5学术论文、社会调查报告及所附的有关材料必须是中文（若是外文，请附中文本），请以4号楷体打印在a4纸上，字数在8000字左右，申报书与参赛作品分开装订，一式四份（文章版面尺寸14.5×22cm，参赛作品装订请用统一封面，见申报书最后一页）。6作品申报书须按要求由各校竞赛组织协调机构统一报送。7其他参赛事宜请向本校竞赛组织协调机构咨询。8. 报送地址：湖北省第八届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛组委会办公室(华中农业大学团委)联 系 人：张拥军 孙 超 联系电话：0278

3、7282012传 真：02787282012e-mail:cxcy邮政编码：430070a2申报者情况（集体项目）说明：1必须由申报者本人按要求填写；2申报者代表必须是作者中学历最高者，其余作者按学历高低排列；3本表中的学籍管理部门签章视为申报者情况的确认。申报者代表情况姓名黄志峰性别男出生年月1988.10学校湖北工业大学工程技术学院系别、专业、年级机械工程、机械设计制造及其自动化、07级学历本科学制四年入学时间2007.9作品名称基于arm+fpga视频数据采集装置毕业论文题目电动伸缩门通讯地址湖北工业大学工程技术学院机械系07机制本科2班邮政编码430068办公电/p>

4、常住地通讯地址湖北工业大学工程技术学院创新苑3栋115寝室邮政编码430068住宅电他作者情况姓 名性别年龄学历所在单位陈礼鹏男23本科湖北工业大学工程技术学院李军男23本科湖北工业大学工程技术学院罗男男23本科湖北工业大学工程技术学院汪金成男23本科湖北工业大学工程技术学院田野男22本科湖北工业大学工程技术学院张力维女22本科湖北工业大学工程技术学院资格认定学校学籍管理部门意见以上作者是否为2011年7月1日前正式注册在校的全日制非成人教育、非在职的高等学校中国籍专科生、本科生、硕士研究生或博士研究生。是否 （部门签章）2011年4月 29日院、系负责人或导师意见本

5、作品是否为课外学术科技或社会实践活动成果是否负责人签名：2011年4月 29日 b3申报作品情况（科技发明制作）说明：1必须由申报者本人填写；2本部分中的科研管理部门签章视为对申报者所填内容的确认； 3本表必须附有研究报告，并提供图表、曲线、试验数据、 原理结构图、外观图（照片）,也可附鉴定证书和应用证书； 4作品分类请按照作品发明点或创新点所在类别填报。作品全称基于arm+fpga的视频数据采集装置作品分类 a b a机械与控制（包括a机械、b仪器仪表、c自动化控制、d工程、e交通、f建筑等） b信息技术（包括a计算机、b电信、c通讯、d电子等） c数理（包括a数学、b物理、c地球与空间科学

6、等） d生命科学（包括a生物、b农学、c药学、d医学、e健康、f卫生、g食品等） e能源化工（包括a能源、b材料、c石油、d化学、e化工、f生态、g环保等）前面填写大类，后面填写小类作品设计、发明的目的和基本思路，创新点，技术关键和主要技术指标传统的图像采集卡速度慢、处理功能简单，而用ccd作为感应器成本高且制造工艺复杂，电源消耗量较高，需有一定的高压差作辅助。因此本作品以构建高速低廉的图像采集系统为目的，基本思路是以低成本的32 位的arm7单片机fpga 架构，在cos-ii 实时操作系统环境下设计了嵌入式的数据采集系统。作品创新点在于提出图像处理的“cmos摄像头+fpga+arm”体系

7、的可行性，并用硬件系统实现；使用fpga作为系统的控制中心，实现图像的采集和处理，减少了硬件器件的使用，实现了系统小型化；充分利用fpga内部丰富的逻辑资源，实现简单的预处理功能，减轻了arm进行高级处理时的负担。作品的科学性先进性（必须说明与现有技术相比、该作品是否具有突出的实质性技术特点和显著进步。请提供技术性分析说明和参考文献资料） 本系统对于图像底层处理，在高速图像采集系统中用fpga 实现，采用hdl 编写图像处理算法，hdl 设计灵活、编程方便，易于在fpga 中实现并行运算和流水线结构；对于图像高层处理，由arm 单片机软件实现，基于armfpga 架构的图像数据采集系统，体积小

8、，成本低，能满足一般工业控制场合的应用要求。该系统下一步的发展趋势是采用更先进的arm 单片机及fpga 芯片，进一步协同arm 与fpga 之间的图像处理任务分配，进一步提高视频数据采集的速度。作品在何时、何地、何种机构举行的评审、鉴定、评比、展示等活动中获奖及鉴定结果无作品所处阶 段（ a ）a实验室阶段 b中试阶段 c生产阶段d （自填）技术转让方式作品可展示的形 式 实物、产品 模型 图纸 磁盘 现场演示 图片 录像 样品使用说明及该作品的技术特点和优势，提供该作品的适应范围及推广前景的技术性说明及市场分析和经济效益预测1.具有标准vga 视频数据输出接口，可以方便地连接标准的显示器，

9、实现。采集的视频数据直接显示。2.可以采用usb 接口的移动存储器存储采集的数据。 3.具有以太网接口，可以方便地连接互联网及局域网，实现视频数据的网络传输。4.具有ps/2 接口，可以热拔插计算机标准键盘及鼠标。便于用户操作设置系统。5.图像数据处理速度达到26fps640×480。专利申报情况提出专利申报 申报号 申报日期 年 月 日已获专利权批准 批准号 批准日期 年 月 日 未提出专利申请科研管理部门签 章 年 月 日 年 月 日c.当前国内外同类课题研究水平概述 说明：1.申报者可根据作品类别和情况填写； 2.填写此栏有助于评审。1.图像采集卡+pc2. usb摄像头+pc

10、3. usb摄像头+arm4. cmos+arm5. cmos+fpga+dsp6. cmos+fpga+arm7. ccd+fpga+arm方案1 pc机使用的要求比较高，并且处理效率一般，成本比较大。但实现容易，适合要求不高的一般领域。方案2、3使用usb接口，能够方便设备的安装，但是由于usb摄像头采集的分辨率低，质量差，比较适合于安装调试方便，但对质量要求不高的领域。方案4 用arm直接接收来自摄像头的数据，同时进行处理，对arm来说是一种负担，不推荐使用。方案5、6 则用于高速度，并且对体积和功耗都有较高要求的图像采集和处理系统中，采集系统几乎全部的逻辑运算和控制都可以交给fpga来

11、完成，并且可以同时完成图像处理部分的底层算法；dsp则在数字信号处理方面有优秀的表现；arm作为一款32位处理器，能够进行高级阶段的各种算法与控制，能够满足用户的要求。方案7 ccd采集得来的图像数据的分辨最高，且速度最快，但是本系统对图像的要求暂时不需要求达到很高的标准，所以暂不考虑。d.推荐者情况及对作品的说明说明：1由推荐者本人填写； 2推荐者必须具有高级专业技术职称，并是与申报作品 相同或相关领域的专家学者或专业技术人员（教研组 集体推荐亦可）； 3推荐者填写此部分，即视为同意推荐； 4推荐者所在单位签章仅被视为对推荐者身份的确认。推荐者情况姓 名陈万诚性别男年龄65职称教授级高工工作

12、单位湖北省机械工程学会通讯地址武汉市武昌武珞路421号邮政编码430070单位电宅电荐者所在单位签章 （签章） 年 月 日请对申报者申报情况的真实性作出阐述该科技制作小组成员对制作过程进行了调研，通过查阅图像识别与处理的相关研究方法和现状，并经过反复实验，经学院提供经费购置有关测试仪器，在老师参与指导下，由学生自已完成设计。 请对作品的意义、技术水平、适用范围及推广前景作出您的评价作品是在了解到视觉检测中底层图像处理数据量大，算法简单，高层图像处理数据量小，算法复杂的特点的基础上，提出了基于arm+fpga的视频数据采集的新方法，设计了以f

13、pga完成采集系统几乎全部的逻辑运算与控制，arm完成高级阶段的各种算法与控制的组合系统硬件，研究的路线是正确的，该作品具有创新性，有一定实际使用价值，适应现代化生产与科学发展。其它说明推荐者情况姓 名刘明贵性别男年龄54职称教授、博导工作单位中国科学院武汉岩土力学研究所通讯地址武汉市武昌区小洪山12号邮编430071单位电宅电荐者所在单位签章 签章日期 年 月 日 请对申报者申报情况的真实性作出阐述据了解，该作品是在老师指导下，由07级机械设计制造及其自动化专业几位学习成绩优秀的学生在课外自主完成的。学生学过“机电一体化”、“单片机原理

14、及应用”等相关课程后，经过他们在实验室长期实验，调试，最终做成。 请对作品的意义、技术水平、适用范围及推广前景作出您的评价基于arm+fpga的视频数据采集装置主要用于对零件的视觉检测，制作过程缺乏必要的理论指导，这是实际情况。该作品提出的通过fpga完成图像采集及图像低级处理以及通过arm进行高级阶段的各种算法与控制的方法比较新颖，能满足用户多样化的应用要求，具有广阔的经济前景。其它说明无学校组织协调机构确认并盖章该作品内容真实、准确，同意上报。 （团委代章） 2011年4月29日 各高校评审委员会初评意见同意推荐该作品参加湖北省第八届“挑战杯”大学生课外学生科技作品竞赛。评委签名： 201

15、1年 4月 29日 校主管领导或校主管部门确认盖章同意推荐 （盖章） 2011年4月 29日湖北省第八届“挑战杯·青春在沃”大学生课外学术科技作品竞赛参赛作品承诺书湖北省第八届“挑战杯·青春在沃”大学生课外学术科技作品竞赛组委会：我单位及参赛团队已充分知晓并自愿接受关于开展湖北省第八届“挑战杯·青春在沃”大学生课外学术科技作品竞赛的通知要求，谨作出如下承诺：本单位及参赛团队保证参加湖北省第八届“挑战杯·青春在沃”大学生课外学术科技作品竞赛参赛作品的所有权为参赛团队所有。如出现侵权行为，由本单位及参赛团队承担全部法律责任。本单位及参赛团队保证此承诺真实可靠，并善意履行本承诺。如有违反而导致主办单位损失的，主办方有权就因此所受到的直接或间接损失提出索赔。同时，主办机构保留取消承诺单位及团队参赛资格、所获奖项的权利，并有权告知所在学校。本承诺书自参赛作品推荐单位及参赛团队负责人签字之日起生效。推荐单位：（加盖单位公章） 团队负责人： 2011年 4 月29日e.参赛作品承诺书f全省组织委员会秘书