基于ARM FPGA視頻數(shù)據(jù)采集裝置

1、序號(hào)： 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(jìng)賽作 品 申 報(bào) 書(shū)作品名稱(chēng)： 基于arm+fpga視頻數(shù)據(jù)采集裝置 學(xué)校全稱(chēng)： 湖北工業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院 申報(bào)者姓名（集體名稱(chēng)）： 類(lèi)別：自然科學(xué)類(lèi)學(xué)術(shù)論文 哲學(xué)社會(huì)科學(xué)類(lèi)社會(huì)調(diào)查報(bào)告和學(xué)術(shù)論文 科技發(fā)明制作a類(lèi) 科技發(fā)明制作b類(lèi) 說(shuō) 明1申報(bào)者應(yīng)在認(rèn)真閱讀此說(shuō)明各項(xiàng)內(nèi)容后按要求詳細(xì)填寫(xiě)。2申報(bào)者在填寫(xiě)申報(bào)作品情況時(shí)只需根據(jù)個(gè)人項(xiàng)目或集體項(xiàng)目填寫(xiě)a1或a2表，根據(jù)作品類(lèi)別（自然科學(xué)類(lèi)學(xué)術(shù)論文、哲學(xué)社會(huì)科學(xué)類(lèi)社會(huì)調(diào)查報(bào)告和學(xué)術(shù)論文、科技發(fā)明制作）分別填寫(xiě)b1、b2或b3表。所有申報(bào)者可根據(jù)情況填寫(xiě)c表。3表內(nèi)項(xiàng)目填寫(xiě)時(shí)一律用鋼筆或打

2、印，字跡要端正、清楚，此申報(bào)書(shū)可復(fù)制。4序號(hào)、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(jìng)賽組委會(huì)填寫(xiě)。5學(xué)術(shù)論文、社會(huì)調(diào)查報(bào)告及所附的有關(guān)材料必須是中文（若是外文，請(qǐng)附中文本），請(qǐng)以4號(hào)楷體打印在a4紙上，字?jǐn)?shù)在8000字左右，申報(bào)書(shū)與參賽作品分開(kāi)裝訂，一式四份（文章版面尺寸14.522cm，參賽作品裝訂請(qǐng)用統(tǒng)一封面，見(jiàn)申報(bào)書(shū)最后一頁(yè)）。6作品申報(bào)書(shū)須按要求由各校競(jìng)賽組織協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)統(tǒng)一報(bào)送。7其他參賽事宜請(qǐng)向本校競(jìng)賽組織協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)咨詢(xún)。8. 報(bào)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(jìng)賽組委會(huì)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(huà)：0278728201

3、2傳 真：02787282012e-mail:cxcy郵政編碼：430070a2申報(bào)者情況（集體項(xiàng)目）說(shuō)明：1必須由申報(bào)者本人按要求填寫(xiě)；2申報(bào)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(mén)簽章視為申報(bào)者情況的確認(rèn)。申報(bào)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(zhuān)業(yè)、年級(jí)機(jī)械工程、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化、07級(jí)學(xué)歷本科學(xué)制四年入學(xué)時(shí)間2007.9作品名稱(chēng)基于arm+fpga視頻數(shù)據(jù)采集裝置畢業(yè)論文題目電動(dòng)伸縮門(mén)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(mén)意見(jiàn)以上作者是否為2011年7月1日前正式注冊(cè)在校的全日制非成人教育、非在職的高等學(xué)校中國(guó)籍專(zhuān)科生、本科生、碩士研究生或博士研究生。是否 （部門(mén)簽章）2011年4月 29日院、系負(fù)責(zé)人或?qū)熞庖?jiàn)本作品是否為課

5、外學(xué)術(shù)科技或社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)成果是否負(fù)責(zé)人簽名：2011年4月 29日 b3申報(bào)作品情況（科技發(fā)明制作）說(shuō)明：1必須由申報(bào)者本人填寫(xiě)；2本部分中的科研管理部門(mén)簽章視為對(duì)申報(bào)者所填內(nèi)容的確認(rèn)； 3本表必須附有研究報(bào)告，并提供圖表、曲線(xiàn)、試驗(yàn)數(shù)據(jù)、 原理結(jié)構(gòu)圖、外觀(guān)圖（照片）,也可附鑒定證書(shū)和應(yīng)用證書(shū)； 4作品分類(lèi)請(qǐng)按照作品發(fā)明點(diǎn)或創(chuàng)新點(diǎn)所在類(lèi)別填報(bào)。作品全稱(chēng)基于arm+fpga的視頻數(shù)據(jù)采集裝置作品分類(lèi) a b a機(jī)械與控制（包括a機(jī)械、b儀器儀表、c自動(dòng)化控制、d工程、e交通、f建筑等） b信息技術(shù)（包括a計(jì)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(xiě)大類(lèi)，后面填寫(xiě)小類(lèi)作品設(shè)計(jì)、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(jiǎn)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(shí)時(shí)操作系統(tǒng)環(huán)境下設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)；使用fpga作為系統(tǒng)的控制中心，實(shí)現(xiàn)圖像的采集和處理，減少了硬件器件的使用，實(shí)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(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的預(yù)處理功能，減輕了arm進(jìn)行高級(jí)處理時(shí)的負(fù)擔(dān)。作品的科學(xué)性先進(jìn)性（必須說(shuō)明與現(xiàn)有技術(shù)相比、該作品是否具有突出的實(shí)質(zhì)性技術(shù)特點(diǎn)和顯著進(jìn)步。請(qǐng)?zhí)峁┘夹g(shù)性分析說(shuō)明和參考文獻(xiàn)資料） 本系統(tǒng)對(duì)于圖像底層處理，在高速圖像采集系統(tǒng)中用fpga 實(shí)現(xiàn)，采用hdl 編寫(xiě)圖像處理算法，hdl 設(shè)計(jì)靈活、編程方便，易于在fpga 中實(shí)現(xiàn)并行運(yùn)算和流水線(xiàn)結(jié)構(gòu)；對(duì)于圖像高層處理，由arm 單片機(jī)軟件實(shí)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(mǎn)足一般工業(yè)控制場(chǎng)合的應(yīng)用要求。該系統(tǒng)下一步的發(fā)展趨勢(shì)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(shí)、何地、何種機(jī)構(gòu)舉行的評(píng)審、鑒定、評(píng)比、展示等活動(dòng)中獲獎(jiǎng)及鑒定結(jié)果無(wú)作品所處階 段（ a ）a實(shí)驗(yàn)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(shí)物、產(chǎn)品 模型 圖紙 磁盤(pán) 現(xiàn)場(chǎng)演示 圖片 錄像 樣品使用說(shuō)明及該作品的技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，提供該作品的適應(yīng)范圍及推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明及市場(chǎng)分析和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)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(shí)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(dòng)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)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(shí)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(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)鍵盤(pán)及鼠標(biāo)。便于用戶(hù)操作設(shè)置系統(tǒng)。5.圖像數(shù)據(jù)處理速度達(dá)到26fps640480。專(zhuān)利申報(bào)情況提出專(zhuān)利申報(bào) 申報(bào)號(hào) 申報(bào)日期 年 月 日已獲專(zhuān)利權(quán)批準(zhǔn) 批準(zhǔn)號(hào) 批準(zhǔn)日期 年 月 日 未提出專(zhuān)利申請(qǐng)科研管理部門(mén)簽 章 年 月 日 年 月 日c.當(dāng)前國(guó)內(nèi)外同類(lèi)課題研究水平概述 說(shuō)明：1.申報(bào)者可根據(jù)作品類(lèi)別和情況填寫(xiě)； 2.填寫(xiě)此欄有助于評(píng)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(shí)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(duì)質(zhì)量要求不高的領(lǐng)域。方案4 用arm直接接收來(lái)自攝像頭的數(shù)據(jù)，同時(shí)進(jìn)行處理，對(duì)arm來(lái)說(shuō)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(duì)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(lái)完成，并且可以同時(shí)完成圖

11、像處理部分的底層算法；dsp則在數(shù)字信號(hào)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(jí)階段的各種算法與控制，能夠滿(mǎn)足用戶(hù)的要求。方案7 ccd采集得來(lái)的圖像數(shù)據(jù)的分辨最高，且速度最快，但是本系統(tǒng)對(duì)圖像的要求暫時(shí)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(duì)作品的說(shuō)明說(shuō)明：1由推薦者本人填寫(xiě)； 2推薦者必須具有高級(jí)專(zhuān)業(yè)技術(shù)職稱(chēng)，并是與申報(bào)作品 相同或相關(guān)領(lǐng)域的專(zhuān)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(xiě)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(duì)推薦者身份的確認(rèn)。推薦者情況姓 名陳萬(wàn)誠(chéng)性別男年齡65職稱(chēng)教授級(jí)高工工作單位湖北省機(jī)械工程學(xué)會(huì)通

12、訊地址武漢市武昌武珞路421號(hào)郵政編碼430070單位電宅電薦者所在單位簽章 （簽章） 年 月 日請(qǐng)對(duì)申報(bào)者申報(bào)情況的真實(shí)性作出闡述該科技制作小組成員對(duì)制作過(guò)程進(jìn)行了調(diào)研，通過(guò)查閱圖像識(shí)別與處理的相關(guān)研究方法和現(xiàn)狀，并經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，經(jīng)學(xué)院提供經(jīng)費(fèi)購(gòu)置有關(guān)測(cè)試儀器，在老師參與指導(dǎo)下，由學(xué)生自已完成設(shè)計(jì)。 請(qǐng)對(duì)作品的意義、技術(shù)水平、適用范圍及推廣前景作出您的評(píng)價(jià)作品是在了解到視覺(jué)檢測(cè)中底層圖像處理數(shù)據(jù)量大，算法簡(jiǎn)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(jì)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(jí)階段的各種算法與控制的組合系統(tǒng)硬件，研究的路線(xiàn)是正確的，該作品具有創(chuàng)新性，有一定實(shí)際使用價(jià)值，適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)與科學(xué)發(fā)展。其它說(shuō)明推薦者情況姓 名劉明貴性別男年齡54職稱(chēng)教授、博導(dǎo)工作單位中國(guó)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(hào)郵編430071單位電宅電薦者所在單位簽章 簽章日期 年 月 日 請(qǐng)對(duì)申報(bào)者申報(bào)情況的真實(shí)性作出闡述據(jù)了解，該作品是在老師指導(dǎo)下，由07級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)幾位學(xué)習(xí)成績(jī)優(yōu)秀的學(xué)生在課外自主完成的。學(xué)生學(xué)過(guò)“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(guò)他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)，調(diào)試，最終做成。 請(qǐng)對(duì)作品的意義、技術(shù)水平、適用范圍及推廣前景作出您的評(píng)價(jià)基于arm+fpga的視頻數(shù)據(jù)采集裝置主要用于對(duì)零件的視覺(jué)檢測(cè)，制作過(guò)程缺乏必要的理論指導(dǎo)，這是實(shí)際情況。該作品提出的通過(guò)fpga完成圖像采集及圖像低級(jí)處理以及通過(guò)arm進(jìn)行高級(jí)階段的各種算法與控制的方法比較新穎，能滿(mǎn)足用戶(hù)多樣化的應(yīng)用要求，具有廣闊的經(jīng)濟(jì)前景。其它說(shuō)明無(wú)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(shí)、準(zhǔn)確，同意上報(bào)。 （團(tuán)委代章） 2011年4月29日 各高校評(píng)審委員會(huì)初評(píng)意見(jiàn)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(jìng)賽。評(píng)委簽名： 2011年 4月 29日 校主

15、管領(lǐng)導(dǎo)或校主管部門(mén)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(jìng)賽參賽作品承諾書(shū)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(jìng)賽組委會(huì)：我單位及參賽團(tuán)隊(duì)已充分知曉并自愿接受關(guān)于開(kāi)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(jìng)賽的通知要求，謹(jǐn)作出如下承諾：本單位及參賽團(tuán)隊(duì)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(jìng)賽參賽作品的所有權(quán)為參賽團(tuán)隊(duì)所有。如出現(xiàn)侵權(quán)行為，由本單位及參賽團(tuán)隊(duì)承擔(dān)全部法律責(zé)任。本單位及參賽團(tuán)隊(duì)保證此承諾真實(shí)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(shí)，主辦機(jī)構(gòu)保留取消承諾單位及團(tuán)隊(duì)參賽資格、所獲獎(jiǎng)項(xiàng)的權(quán)利，并有權(quán)告知所在學(xué)校。本承諾書(shū)自參賽作品推薦單位及參賽團(tuán)隊(duì)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(duì)負(fù)責(zé)人： 2011年 4 月29日e.參賽作品承諾書(shū)f全省組織委員會(huì)秘書(shū)處