基于GigE Vision相机的嵌入式图像采集系统的设计

图像采集系统目前已广泛应用于工业检测、医疗探测、安防监控、农业生产等多个领域,并且随着科学技术的高速发展,图像采集系统的应用范围将会更加宽广。传统的基于PC机的图像采集系统功能较多,结构复杂,且体积较大,因此系统采集速率不高,且功耗较大,不适用于工业检测领域。为了提高图像采集系统的速率,满足高实时性、低误检率、低成本的需求,本文研究设计了一种基于GigE Vision相机的嵌入式图像采集系统。系统主要包括相机枚举、相机控制、图像数据采集、图像数据传输以及图像PC显示等五个部分。同时研究如何在SOPC中搭建图像采集硬件系统以及如何在NIOSⅡ平台下实现图像采集功能。为了保证系统能够正常高效稳定地运行,论文在VS2008平台下进行了GigE Vision协议的研究实现,同时对整个图像采集系统进行功能验证以及性能分析,对系统设计中遇到的数据包丢失、心跳包的控制等问题给予分析解决。综合测试结果表明系统可以高效实时地完成局域网中相机设备的枚举、相机通信、相机控制、图像采集、图像传输等功能,尽管系统工作在高帧频模式下会出现丢帧现象,但丢帧率低于1%,同时在低帧频工作模式下图像数据的丢帧率几乎为零,且图像采集速度比基于PC机系统的采集速度提高近4.5倍,满足系统设计的需求。论文研究的图像采集系统适用于多种行业,例如烟草检测行业、食品生产加工行业、机械生产加工行业等,因此系统具有较高的工程应用价值,同时也利于促进工业自动化的发展。