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单移动目标跟踪装置的研究

作　者: 闫丽媛
导　师: 苑玮琦
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: DSP 目标检测形心跟踪阈值分割视频解码器
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 53次
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内容摘要

随着实时成像跟踪技术在各个领域的广泛应用,特别是在军事科学领域,对成像跟踪系统的要求越来越高,要求系统响应更快、精度更高。为了满足运动目标跟踪系统的高精度、快速性要求,本文充分利用DSP强大的数据处理能力对图像信息进行处理,通过阈值图像分割法来检测运动目标,采用形心跟踪算法自动跟踪目标,建成了以DSP处理器TMS320VC5509A为核心的目标跟踪系统。本文以DSP为核心,研究了系统的总体设计思路和具体的软硬件设计工作。在DSP基本电路设计中,对系统的存储空间进行了划分,并由DSP来完成图像采集、图像帧存储管理及软件处理算法工作。简要阐述了串口通讯、DMA技术等。建立了DSP的图像采集算法,编制了程序代码,进行了图像采集。结合形心跟踪算法、云台控制算法,建成了目标跟踪系统。另外,对图像进行了简化处理,提高了处理速度。对建成的系统进行了目标跟踪试验,试验结果表明,采用上述算法和硬件组成的系统,能够较好的实现基于简单背景的运动目标的自动跟踪。本文首先介绍了该装置的整体设计思想,然后分章节具体介绍了各个部分设计的技术细节和在系统中要实现的功能。最后为了完善本系统,提出了一些改进意见。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第一章绪论  11-15
  1.1 本文研究的背景和意义  11
  1.2 实时成像跟踪系统国内外现状  11-12
  1.3 实时成像跟踪系统框图  12-14
  1.4 课题的研究预想和设计目标  14
  1.5 论文结构安排  14-15
第二章装置的原理及其整体结构  15-23
  2.1 视频概述  15-17
    2.1.1 视频信号的形式  15-16
    2.1.2 全电视信号  16-17
    2.1.3 模拟视频信号的制式  17
  2.2 数字视频的采样格式及数字化标准  17-18
  2.3 CCD摄像头的主要参数和选择  18-20
    2.3.1 CCD摄像头的工作过程  18
    2.3.2 摄像头的主要参数  18-19
    2.3.3 本系统摄像机的选择  19-20
  2.4 系统的组成和工作原理  20-22
    2.4.1 装置的各部分组成  21
    2.4.2 装置的整体工作流程  21-22
  2.5 本章小节  22-23
第三章图像采集模块设计  23-33
  3.1 图像采集模块的电路设计  23-27
    3.1.1 图像传感器选择  23-25
    3.1.2 A/D的选择  25-26
    3.1.3 专业视频处理器的介绍及其电路构成  26-27
  3.2 图像采集模块的软件设计  27-32
    3.2.1 视频处理芯片SAA7113H的初始化  27-28
    3.2.2 I~2C总线  28-30
    3.2.3 I~2C初始化SAA7113H软件  30-32
  3.3 本章小结  32-33
第四章系统硬件电路设计  33-59
  4.1 微处理器的选择  33-36
  4.2 DSP外围电路设计  36-42
    4.2.1 电源和时钟电路  36-38
    4.2.2 复位电路  38-39
    4.2.3 仿真器(JATG)接口电路  39-40
    4.2.4 云台控制485通讯接口电路  40-42
  4.3 外扩程序存储空间设计  42-50
    4.3.1 存储器的选择  42-45
    4.3.2 DSP与程序存储器的接口  45-46
    4.3.3 DSP与程序存储器的软件流程  46-50
  4.4 外扩数据存储器空间设计  50-52
    4.4.1 图像存储器的选择  50
    4.4.2 DSP与数据存储器SDRAM的接口  50-51
    4.4.3 DSP与数据存储器SDRAM的软件流程  51-52
  4.5 图像的采集存储问题研究  52-58
    4.5.1 存储图像的要求  52-53
    4.5.2 直接存储图像法  53-54
    4.5.3 利用CPLD和FIFO存储图像法  54-55
    4.5.4 利用DMA存储图像法  55-58
  4.6 本章小节  58-59
第五章跟踪系统软件设计  59-68
  5.1 系统的主程序框图及流程说明  59-61
  5.2 图像处理及形心跟踪算法介绍  61-64
    5.2.1 图像阈值分割法  62-63
    5.2.2 目标跟踪算法简介  63-64
    5.2.3 形心跟踪算法的介绍  64
  5.3 云台控制程序设计  64-67
    5.3.1 云台控制原理  64-65
    5.3.2 亚安高速球通讯协议D  65-67
  5.4 本章小结  67-68
第六章系统PCB板制作与调试  68-74
  6.1 微控制器DSP的硬件设计  68
  6.2 系统PCB的制作  68-69
  6.3 硬件调试  69-71
    6.3.1 视频解码模块调试  70
    6.3.2 485通信模块调试  70-71
  6.4 软件调试  71
  6.5 调试中遇到的问题  71-72
  6.6 系统调试结果  72-73
  6.7 本章小节  73-74
第七章结论  74-75
参考文献  75-77
附录A 电路原理图  77-78
在学研究成果  78-79
致谢  79

单移动目标跟踪装置的研究

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