基于ARM FPGA視頻數(shù)據(jù)采集裝置

1、序號： 編碼： 湖北省第八屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽作 品 申 報 書作品名稱： 基于arm+fpga視頻數(shù)據(jù)采集裝置 學(xué)校全稱： 湖北工業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院 申報者姓名（集體名稱）： 類別：自然科學(xué)類學(xué)術(shù)論文 哲學(xué)社會科學(xué)類社會調(diào)查報告和學(xué)術(shù)論文 科技發(fā)明制作a類 科技發(fā)明制作b類 說 明1申報者應(yīng)在認(rèn)真閱讀此說明各項內(nèi)容后按要求詳細(xì)填寫。2申報者在填寫申報作品情況時只需根據(jù)個人項目或集體項目填寫a1或a2表，根據(jù)作品類別（自然科學(xué)類學(xué)術(shù)論文、哲學(xué)社會科學(xué)類社會調(diào)查報告和學(xué)術(shù)論文、科技發(fā)明制作）分別填寫b1、b2或b3表。所有申報者可根據(jù)情況填寫c表。3表內(nèi)項目填寫時一律用鋼筆或打

2、印，字跡要端正、清楚，此申報書可復(fù)制。4序號、編碼由湖北省第八屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽組委會填寫。5學(xué)術(shù)論文、社會調(diào)查報告及所附的有關(guān)材料必須是中文（若是外文，請附中文本），請以4號楷體打印在a4紙上，字?jǐn)?shù)在8000字左右，申報書與參賽作品分開裝訂，一式四份（文章版面尺寸14.522cm，參賽作品裝訂請用統(tǒng)一封面，見申報書最后一頁）。6作品申報書須按要求由各校競賽組織協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)統(tǒng)一報送。7其他參賽事宜請向本校競賽組織協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)咨詢。8. 報送地址：湖北省第八屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽組委會辦公室(華中農(nóng)業(yè)大學(xué)團(tuán)委)聯(lián) 系 人：張擁軍 孫 超 聯(lián)系電話：0278728201

3、2傳 真：02787282012e-mail:cxcy郵政編碼：430070a2申報者情況（集體項目）說明：1必須由申報者本人按要求填寫；2申報者代表必須是作者中學(xué)歷最高者，其余作者按學(xué)歷高低排列；3本表中的學(xué)籍管理部門簽章視為申報者情況的確認(rèn)。申報者代表情況姓名黃志峰性別男出生年月1988.10學(xué)校湖北工業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院系別、專業(yè)、年級機(jī)械工程、機(jī)械設(shè)計制造及其自動化、07級學(xué)歷本科學(xué)制四年入學(xué)時間2007.9作品名稱基于arm+fpga視頻數(shù)據(jù)采集裝置畢業(yè)論文題目電動伸縮門通訊地址湖北工業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院機(jī)械系07機(jī)制本科2班郵政編碼430068辦公電住地通訊地

4、址湖北工業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院創(chuàng)新苑3棟115寢室郵政編碼430068住宅電他作者情況姓 名性別年齡學(xué)歷所在單位陳禮鵬男23本科湖北工業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院李軍男23本科湖北工業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院羅男男23本科湖北工業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院汪金成男23本科湖北工業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院田野男22本科湖北工業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院張力維女22本科湖北工業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院資格認(rèn)定學(xué)校學(xué)籍管理部門意見以上作者是否為2011年7月1日前正式注冊在校的全日制非成人教育、非在職的高等學(xué)校中國籍?？粕⒈究粕?、碩士研究生或博士研究生。是否 （部門簽章）2011年4月 29日院、系負(fù)責(zé)人或?qū)熞庖姳咀髌肥欠駷檎n

5、外學(xué)術(shù)科技或社會實踐活動成果是否負(fù)責(zé)人簽名：2011年4月 29日 b3申報作品情況（科技發(fā)明制作）說明：1必須由申報者本人填寫；2本部分中的科研管理部門簽章視為對申報者所填內(nèi)容的確認(rèn)； 3本表必須附有研究報告，并提供圖表、曲線、試驗數(shù)據(jù)、 原理結(jié)構(gòu)圖、外觀圖（照片）,也可附鑒定證書和應(yīng)用證書； 4作品分類請按照作品發(fā)明點(diǎn)或創(chuàng)新點(diǎn)所在類別填報。作品全稱基于arm+fpga的視頻數(shù)據(jù)采集裝置作品分類 a b a機(jī)械與控制（包括a機(jī)械、b儀器儀表、c自動化控制、d工程、e交通、f建筑等） b信息技術(shù)（包括a計算機(jī)、b電信、c通訊、d電子等） c數(shù)理（包括a數(shù)學(xué)、b物理、c地球與空間科學(xué)等） d生命

6、科學(xué)（包括a生物、b農(nóng)學(xué)、c藥學(xué)、d醫(yī)學(xué)、e健康、f衛(wèi)生、g食品等） e能源化工（包括a能源、b材料、c石油、d化學(xué)、e化工、f生態(tài)、g環(huán)保等）前面填寫大類，后面填寫小類作品設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路，創(chuàng)新點(diǎn)，技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)傳統(tǒng)的圖像采集卡速度慢、處理功能簡單，而用ccd作為感應(yīng)器成本高且制造工藝復(fù)雜，電源消耗量較高，需有一定的高壓差作輔助。因此本作品以構(gòu)建高速低廉的圖像采集系統(tǒng)為目的，基本思路是以低成本的32 位的arm7單片機(jī)fpga 架構(gòu)，在cos-ii 實時操作系統(tǒng)環(huán)境下設(shè)計了嵌入式的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。作品創(chuàng)新點(diǎn)在于提出圖像處理的“cmos攝像頭+fpga+arm”體系的可行性，并

7、用硬件系統(tǒng)實現(xiàn)；使用fpga作為系統(tǒng)的控制中心，實現(xiàn)圖像的采集和處理，減少了硬件器件的使用，實現(xiàn)了系統(tǒng)小型化；充分利用fpga內(nèi)部豐富的邏輯資源，實現(xiàn)簡單的預(yù)處理功能，減輕了arm進(jìn)行高級處理時的負(fù)擔(dān)。作品的科學(xué)性先進(jìn)性（必須說明與現(xiàn)有技術(shù)相比、該作品是否具有突出的實質(zhì)性技術(shù)特點(diǎn)和顯著進(jìn)步。請?zhí)峁┘夹g(shù)性分析說明和參考文獻(xiàn)資料） 本系統(tǒng)對于圖像底層處理，在高速圖像采集系統(tǒng)中用fpga 實現(xiàn)，采用hdl 編寫圖像處理算法，hdl 設(shè)計靈活、編程方便，易于在fpga 中實現(xiàn)并行運(yùn)算和流水線結(jié)構(gòu)；對于圖像高層處理，由arm 單片機(jī)軟件實現(xiàn)，基于armfpga 架構(gòu)的圖像數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，體積小，成本低，能

8、滿足一般工業(yè)控制場合的應(yīng)用要求。該系統(tǒng)下一步的發(fā)展趨勢是采用更先進(jìn)的arm 單片機(jī)及fpga 芯片，進(jìn)一步協(xié)同arm 與fpga 之間的圖像處理任務(wù)分配，進(jìn)一步提高視頻數(shù)據(jù)采集的速度。作品在何時、何地、何種機(jī)構(gòu)舉行的評審、鑒定、評比、展示等活動中獲獎及鑒定結(jié)果無作品所處階 段（ a ）a實驗室階段 b中試階段 c生產(chǎn)階段d （自填）技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式作品可展示的形 式 實物、產(chǎn)品 模型 圖紙 磁盤 現(xiàn)場演示 圖片 錄像 樣品使用說明及該作品的技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢，提供該作品的適應(yīng)范圍及推廣前景的技術(shù)性說明及市場分析和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測1.具有標(biāo)準(zhǔn)vga 視頻數(shù)據(jù)輸出接口，可以方便地連接標(biāo)準(zhǔn)的顯示器，實現(xiàn)。采集的

9、視頻數(shù)據(jù)直接顯示。2.可以采用usb 接口的移動存儲器存儲采集的數(shù)據(jù)。 3.具有以太網(wǎng)接口，可以方便地連接互聯(lián)網(wǎng)及局域網(wǎng)，實現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸。4.具有ps/2 接口，可以熱拔插計算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)鍵盤及鼠標(biāo)。便于用戶操作設(shè)置系統(tǒng)。5.圖像數(shù)據(jù)處理速度達(dá)到26fps640480。專利申報情況提出專利申報 申報號 申報日期 年 月 日已獲專利權(quán)批準(zhǔn) 批準(zhǔn)號 批準(zhǔn)日期 年 月 日 未提出專利申請科研管理部門簽 章 年 月 日 年 月 日c.當(dāng)前國內(nèi)外同類課題研究水平概述 說明：1.申報者可根據(jù)作品類別和情況填寫； 2.填寫此欄有助于評審。1.圖像采集卡+pc2. usb攝像頭+pc3. usb攝像頭+ar

10、m4. cmos+arm5. cmos+fpga+dsp6. cmos+fpga+arm7. ccd+fpga+arm方案1 pc機(jī)使用的要求比較高，并且處理效率一般，成本比較大。但實現(xiàn)容易，適合要求不高的一般領(lǐng)域。方案2、3使用usb接口，能夠方便設(shè)備的安裝，但是由于usb攝像頭采集的分辨率低，質(zhì)量差，比較適合于安裝調(diào)試方便，但對質(zhì)量要求不高的領(lǐng)域。方案4 用arm直接接收來自攝像頭的數(shù)據(jù)，同時進(jìn)行處理，對arm來說是一種負(fù)擔(dān)，不推薦使用。方案5、6 則用于高速度，并且對體積和功耗都有較高要求的圖像采集和處理系統(tǒng)中，采集系統(tǒng)幾乎全部的邏輯運(yùn)算和控制都可以交給fpga來完成，并且可以同時完成圖

11、像處理部分的底層算法；dsp則在數(shù)字信號處理方面有優(yōu)秀的表現(xiàn)；arm作為一款32位處理器，能夠進(jìn)行高級階段的各種算法與控制，能夠滿足用戶的要求。方案7 ccd采集得來的圖像數(shù)據(jù)的分辨最高，且速度最快，但是本系統(tǒng)對圖像的要求暫時不需要求達(dá)到很高的標(biāo)準(zhǔn)，所以暫不考慮。d.推薦者情況及對作品的說明說明：1由推薦者本人填寫； 2推薦者必須具有高級專業(yè)技術(shù)職稱，并是與申報作品 相同或相關(guān)領(lǐng)域的專家學(xué)者或?qū)I(yè)技術(shù)人員（教研組 集體推薦亦可）； 3推薦者填寫此部分，即視為同意推薦； 4推薦者所在單位簽章僅被視為對推薦者身份的確認(rèn)。推薦者情況姓 名陳萬誠性別男年齡65職稱教授級高工工作單位湖北省機(jī)械工程學(xué)會通

12、訊地址武漢市武昌武珞路421號郵政編碼430070單位電宅電薦者所在單位簽章 （簽章） 年 月 日請對申報者申報情況的真實性作出闡述該科技制作小組成員對制作過程進(jìn)行了調(diào)研，通過查閱圖像識別與處理的相關(guān)研究方法和現(xiàn)狀，并經(jīng)過反復(fù)實驗，經(jīng)學(xué)院提供經(jīng)費(fèi)購置有關(guān)測試儀器，在老師參與指導(dǎo)下，由學(xué)生自已完成設(shè)計。 請對作品的意義、技術(shù)水平、適用范圍及推廣前景作出您的評價作品是在了解到視覺檢測中底層圖像處理數(shù)據(jù)量大，算法簡單，高層圖像處理數(shù)據(jù)量小，算法復(fù)雜的特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了基于arm+fpga的視頻數(shù)據(jù)采集的新方法，設(shè)計了以fpga完成采集系統(tǒng)幾乎全

13、部的邏輯運(yùn)算與控制，arm完成高級階段的各種算法與控制的組合系統(tǒng)硬件，研究的路線是正確的，該作品具有創(chuàng)新性，有一定實際使用價值，適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)與科學(xué)發(fā)展。其它說明推薦者情況姓 名劉明貴性別男年齡54職稱教授、博導(dǎo)工作單位中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所通訊地址武漢市武昌區(qū)小洪山12號郵編430071單位電宅電薦者所在單位簽章 簽章日期 年 月 日 請對申報者申報情況的真實性作出闡述據(jù)了解，該作品是在老師指導(dǎo)下，由07級機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)幾位學(xué)習(xí)成績優(yōu)秀的學(xué)生在課外自主完成的。學(xué)生學(xué)過“機(jī)電一體化”、“單片機(jī)原理及應(yīng)用”等相關(guān)課程后，經(jīng)

14、過他們在實驗室長期實驗，調(diào)試，最終做成。 請對作品的意義、技術(shù)水平、適用范圍及推廣前景作出您的評價基于arm+fpga的視頻數(shù)據(jù)采集裝置主要用于對零件的視覺檢測，制作過程缺乏必要的理論指導(dǎo)，這是實際情況。該作品提出的通過fpga完成圖像采集及圖像低級處理以及通過arm進(jìn)行高級階段的各種算法與控制的方法比較新穎，能滿足用戶多樣化的應(yīng)用要求，具有廣闊的經(jīng)濟(jì)前景。其它說明無學(xué)校組織協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)確認(rèn)并蓋章該作品內(nèi)容真實、準(zhǔn)確，同意上報。 （團(tuán)委代章） 2011年4月29日 各高校評審委員會初評意見同意推薦該作品參加湖北省第八屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)生科技作品競賽。評委簽名： 2011年 4月 29日 校主

15、管領(lǐng)導(dǎo)或校主管部門確認(rèn)蓋章同意推薦 （蓋章） 2011年4月 29日湖北省第八屆“挑戰(zhàn)杯青春在沃”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽參賽作品承諾書湖北省第八屆“挑戰(zhàn)杯青春在沃”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽組委會：我單位及參賽團(tuán)隊已充分知曉并自愿接受關(guān)于開展湖北省第八屆“挑戰(zhàn)杯青春在沃”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽的通知要求，謹(jǐn)作出如下承諾：本單位及參賽團(tuán)隊保證參加湖北省第八屆“挑戰(zhàn)杯青春在沃”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽參賽作品的所有權(quán)為參賽團(tuán)隊所有。如出現(xiàn)侵權(quán)行為，由本單位及參賽團(tuán)隊承擔(dān)全部法律責(zé)任。本單位及參賽團(tuán)隊保證此承諾真實可靠，并善意履行本承諾。如有違反而導(dǎo)致主辦單位損失的，主辦方有權(quán)就因此所受到的直接或間接損失提出索賠。同時，主辦機(jī)構(gòu)保留取消承諾單位及團(tuán)隊參賽資格、所獲獎項的權(quán)利，并有權(quán)告知所在學(xué)校。本承諾書自參賽作品推薦單位及參賽團(tuán)隊負(fù)責(zé)人簽字之日起生效。推薦單位：（加蓋單位公章） 團(tuán)隊負(fù)責(zé)人： 2011年 4 月29日e.參賽作品承諾書f全省組織委員會秘書處