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基于FPGA的彩色目标跟踪系统设计

作　者: 蔡雪颖
导　师: 秦永左
学　校: 长春理工大学
专　业: 电子科学与技术
关键词: FPGA 彩色目标跟踪特征提取 MCR算法
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
下　载: 4次
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内容摘要

视觉跟踪作为视觉信息处理最核心的技术,在军事、安全、工业以及医学领域发挥着越来越重要的作用。而相比较灰度图像,彩色图像含有更丰富敏感的信息,使得实现彩色目标跟踪具有更为广阔的应用前景与重大的研究意义。本文分析研究了目前最具代表性和前沿的两种跟踪算法：MS算法和粒子滤波算法,并针对本系统的设计要求,重点研究了由H. Zhu, P. Zhao等人提出的基于边沿方向多候选区再生跟踪算法,并将其扩展到RGB彩色空间,对其进行了详细的理论阐述,并在FPGA平台设计实现了彩色目标跟踪系统。本系统以Xilinx Spartan-3E系列XC3S500E-PQ208芯片为控制核心,设计了图像采集、图像显示、电机驱动等相关硬件电路；采用FPGA提供的嵌入式PicoBlaze软核微处理器,利用汇编语言实现图像的采集与显示；利用VHDL语言实现彩色目标的边沿特征提取,对提取出的目标特征,采用MCR算法实现对彩色目标的跟踪。结果表明：该算法抗干扰能力强、计算量小、硬件易实现、跟踪效率高、准确度高,满足了课题的要求。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-7
第1章绪论  7-18
  1.1 论文的研究背景和意义  7-8
  1.2 视觉跟踪研究现状  8-16
  1.3 本论文主要工作和研究内容及章节安排  16-18
第2章视觉跟踪理论研究  18-34
  2.1 引言  18
  2.2 Mean-shift算法介绍  18-22
  2.3 基于粒子滤波的视觉跟踪算法  22-27
  2.4 基于边沿方向多候选区域再生目标跟踪算法  27-33
  2.5 本章小结  33-34
第3章硬件设计  34-44
  3.1 引言  34
  3.2 电源模块设计  34-35
  3.3 图像采集模块设计  35-37
  3.4 人机交互模块设计  37-38
  3.5 云台激光跟踪模块设计  38-40
  3.6 FPGA处理模块设计  40-42
  3.7 本章小结  42-44
第4章 PicoBlaze软核汇编程序设计  44-51
  4.1 PicoBlaze软核简介  44-46
  4.2 OV7670驱动程序设计  46-49
  4.3 TFT驱动程序设计  49-50
  4.4 本章小结  50-51
第5章目标图像处理与跟踪算法VHDL实现  51-63
  5.1 图像采集与实时显示VHDL实现  51-52
  5.2 目标跟踪算法VHDL实现  52-58
  5.3 云台激光跟踪实现  58-62
  5.4 本章小结  62-63
第6章总结与展望  63-65
  6.1 论文总结  63
  6.2 研究展望  63-65
参考文献  65-67
致谢  67

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