光电工程
光電工程
광전공정
OPTO-ELECTRONIC ENGINEERING
2010年
12期
17-24
,共8页
FPGA%光斑质心%灰度重心法%精密跟踪
FPGA%光斑質心%灰度重心法%精密跟蹤
FPGA%광반질심%회도중심법%정밀근종
光斑质心定位在光学精密跟踪和精密测量中是一项关键技术,其精度和速度直接影响了光学测量的精度和响应速度.在实际应用中,往往把灰度重心法与图像预处理方法结合起来,以提高光斑质心计算的可靠性.运用图像预处理技术有效地抑制了噪声的影响,同时也会消耗大量的逻辑资源.针对在资源受限的条件下采用灰度重心法计算光斑质心的问题,本文提出了一种无需乘法器的光斑质心计算方法,用加法运算代替乘法运算,使用递推方法完成质心计算所需的低阶矩的运算.该方法的硬件仅为5个累加器,结构简单,能够以更低的资源消耗实现光斑质心定位.通过并行技术和流水线技术,其工作频率达到515 MHz.实验证明:本文的结构在FPGA内实现,在100 MHz的工作频率下,完成一帧质心计算的延时为0.35μs,误差与传统质心方法一致,占用214个Slices,其资源消耗仅为常规灰度重心法的50%.
光斑質心定位在光學精密跟蹤和精密測量中是一項關鍵技術,其精度和速度直接影響瞭光學測量的精度和響應速度.在實際應用中,往往把灰度重心法與圖像預處理方法結閤起來,以提高光斑質心計算的可靠性.運用圖像預處理技術有效地抑製瞭譟聲的影響,同時也會消耗大量的邏輯資源.針對在資源受限的條件下採用灰度重心法計算光斑質心的問題,本文提齣瞭一種無需乘法器的光斑質心計算方法,用加法運算代替乘法運算,使用遞推方法完成質心計算所需的低階矩的運算.該方法的硬件僅為5箇纍加器,結構簡單,能夠以更低的資源消耗實現光斑質心定位.通過併行技術和流水線技術,其工作頻率達到515 MHz.實驗證明:本文的結構在FPGA內實現,在100 MHz的工作頻率下,完成一幀質心計算的延時為0.35μs,誤差與傳統質心方法一緻,佔用214箇Slices,其資源消耗僅為常規灰度重心法的50%.
광반질심정위재광학정밀근종화정밀측량중시일항관건기술,기정도화속도직접영향료광학측량적정도화향응속도.재실제응용중,왕왕파회도중심법여도상예처리방법결합기래,이제고광반질심계산적가고성.운용도상예처리기술유효지억제료조성적영향,동시야회소모대량적라집자원.침대재자원수한적조건하채용회도중심법계산광반질심적문제,본문제출료일충무수승법기적광반질심계산방법,용가법운산대체승법운산,사용체추방법완성질심계산소수적저계구적운산.해방법적경건부위5개루가기,결구간단,능구이경저적자원소모실현광반질심정위.통과병행기술화류수선기술,기공작빈솔체도515 MHz.실험증명:본문적결구재FPGA내실현,재100 MHz적공작빈솔하,완성일정질심계산적연시위0.35μs,오차여전통질심방법일치,점용214개Slices,기자원소모부위상규회도중심법적50%.
