• 四川郎酒股份有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度环保奖 2019-05-13
  • 银保监会新规剑指大企业多头融资和过度融资 2019-05-12
  • 韩国再提4国联合申办世界杯 中国网友无视:我们自己来 2019-05-11
  • 中国人为什么一定要买房? 2019-05-11
  • 十九大精神进校园:风正扬帆当有为 勇做时代弄潮儿 2019-05-10
  • 粽叶飘香幸福邻里——廊坊市举办“我们的节日·端午”主题活动 2019-05-09
  • 太原设禁鸣路段 设备在测试中 2019-05-09
  • 拜耳医药保健有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度企业奖 2019-05-08
  • “港独”没出路!“梁天琦们”该醒醒了 2019-05-07
  • 陈卫平:中国文化内涵包含三方面 文化复兴表现在其中 2019-05-06
  • 人民日报客户端辟谣:“合成军装照”产品请放心使用 2019-05-05
  • 【十九大·理论新视野】为什么要“建设现代化经济体系”?   2019-05-04
  • 聚焦2017年乌鲁木齐市老城区改造提升工程 2019-05-04
  • 【专家谈】上合组织——构建区域命运共同体的有力实践者 2019-05-03
  • 【华商侃车NO.192】 亲!楼市火爆,别忘了买车位啊! 2019-05-03
    • / 11
    • 下载费用:30 金币  

    重庆时时彩开奖直播软件: 自动焦度计控制设备和自动焦度计系统.pdf

    关 键 词:
    自动 焦度计 控制 设备 系统
      专利查询网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
    摘要
    申请专利号:

    CN201110096898.3

    申请日:

    2011.04.18

    公开号:

    CN102252827A

    公开日:

    2011.11.23

    当前法律状态:

    撤回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):G01M 11/02申请公布日:20111123|||实质审查的生效IPC(主分类):G01M 11/02申请日:20110418|||公开
    IPC分类号: G01M11/02; H04N5/378(2011.01)I 主分类号: G01M11/02
    申请人: 重庆远视科技有限公司
    发明人: 胡冰
    地址: 400060 重庆市南岸区经济技术开发区丹龙路5号
    优先权:
    专利代理机构: 北京集佳知识产权代理有限公司 11227 代理人: 逯长明
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201110096898.3

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2013.07.24|||2012.01.04|||2011.11.23

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的视为撤回|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明实施例公开了一种自动焦度计控制设备和一种自动焦度计系统,以FPGA为载体嵌入了SOPC系统,并在所述SOPC系统中集成了软核NIOSII,处理由所述CMOS采集的图像信息,具备针对图像的二值化、低通滤波和边缘检测等功能,并对眼镜镜片的球镜度、柱镜度、柱镜轴位角等的快速准确测量,并将MCU作为协处理器,节省了该控制设备的成本,嵌入的SOPC可解决SOC方案,设计周期短且成本低并结合嵌入的NIOSII软核的技术,达到了快速处理图像数据及节省成本的技术效果。

    权利要求书

    1.一种自动焦度计控制设备,其特征在于,包括:片上可编程器件FPGA、
    作为协处理器的微控制单元MCU、闪存FLASH和互补金属氧化物半导体
    CMOS图像传感器其中:
    所述FPGA嵌入可编程片上系统SOPC,并在所述SOPC中集成微处理软
    核NIOSII,所述FPGA与所述MCU连接;
    所述FPGA分别以地址线及数据线与所述FLASH连接;
    所述CMOS图像传感器与所述FPGA连接。
    2.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述FPGA通过所述串行
    外围设备接口SPI与所述MCU连接实现串行通信。
    3.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述FPGA分别以地址线
    及数据线与所述FLASH连接具体为:FPGA分别以23条地址线和8条数据
    线与所述FLASH连接。
    4.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,还包括:复杂可编程逻辑
    器件CPLD,所述CPLD对所述FPGA加载配置并接收所述MCU发出的中断
    处理指令,分别以23条地址线和8条数据线与所述FLASH连接。
    5.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述CMOS图像传感器与
    所述FPGA连接具体为:所述CMOS图像传感器通过LVDS与所述FPGA连
    接。
    6.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,还包括:薄膜晶体管液晶
    显示器TFT-LCD,与所述FPGA通过LVDS连接。
    7.一种自动焦度计系统,其特征在于,包括:自动焦度计及控制所述自
    动焦度计工作的自动焦度计控制设备,所述控制设备包括:片上可编程器件
    FPGA、作为协处理器的微控制单元MCU、闪存FLASH和互补金属氧化物半
    导体CMOS图像传感器其中:
    所述FPGA嵌入可编程片上系统SOPC,并在所述SOPC中集成微处理软
    核NIOSII,所述FPGA与所述MCU连接;
    所述FPGA分别以地址线及数据线与所述FLASH连接;
    所述CMOS图像传感器与所述FPGA连接。
    8.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述NIOSII具体为NIOSII/f
    型。
    9.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述控制设备还包括:复
    杂可编程逻辑器件CPLD,所述CPLD对所述FPGA加载配置并接收所述MCU
    发出的中断处理指令,分别以23条地址线和8条数据线与所述FLASH连接。
    10.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述CMOS图像传感器
    的像素为130万。

    说明书

    自动焦度计控制设备和自动焦度计系统

    技术领域

    本发明涉及验光配镜技术领域,更具体地说,涉及一种自动焦度计控制
    设备和一种自动焦度计系统。

    背景技术

    自动焦度计是用于验光配镜的小型半智能化测量仪器,其作为一种高级
    测量仪器已经在眼镜行业中得到广泛应用。

    所述自动焦度计的控制核心要求体积小且处理速度快,以适应轻便快捷
    的使用需求,现有的自动焦度计大多使用小型MCU和DSP组成的控制核心,
    虽然价格低廉,但数据处理速度不理想且测量精度低下,系统可拓展度??;
    而用ARM的嵌入式系统虽然满足了数据处理快速的要求,但成本高昂。

    发明内容

    有鉴于此,本发明提供一种自动焦度计控制设备和一种自动焦度计系统,
    基于FPGA/SOPC/NIOSII控制系统,以实现数据处理快速且成本低廉的目的。

    一种自动焦度计控制设备,包括:片上可编程器件FPGA、作为协处理器
    的微控制单元MCU、闪存FLASH和互补金属氧化物半导体CMOS图像传感
    器其中:

    所述FPGA嵌入可编程片上系统SOPC,并在所述SOPC中集成微处理软
    核NIOSII,所述FPGA与所述MCU连接;

    所述FPGA分别以地址线及数据线与所述FLASH连接;

    所述CMOS图像传感器与所述FPGA连接。

    该实施方式中的控制设备在FPGA中嵌入SOPC,并在其中集成NIOSII,
    由于所述FPGA可进行并行处理及高速的图像数据处理,实现了图像的阀值
    分割、二值化和空域滤波及边缘检测等功能,嵌入的SOPC可解决SOC方案,
    设计周期短且成本低并结合嵌入的NIOSII软核的技术,达到了快速处理图像
    数据及节省成本的技术效果。

    优选地,所述FPGA通过所述串行外围设备接口SPI与所述MCU连接实
    现串行通信。

    该实施例方式中的MCU与所述FPGA之间以SPI实现串行通信,处理速
    度高,使主、协处理器之间的指令交互快速便捷。

    优选地,所述FPGA分别以地址线及数据线与所述FLASH连接具体为:
    FPGA分别以23条地址线和8条数据线与所述FLASH连接。

    所述23条地址线和8条数据线作为优选在该实施例中选用,而并不局限
    于该种形式。

    优选地,所述设备还包括:复杂可编程逻辑器件CPLD,所述CPLD对所
    述FPGA加载配置并接收所述MCU发出的中断处理指令,分别以23条地址
    线和8条数据线与所述FLASH连接。

    所述CPLD连接于所述MCU与所述FLASH之间,提供了对FLASH读写
    的第二条通道,使成本较低的MCU发挥协处理器的作用,系统的扩展度提高。

    优选地,所述CMOS图像传感器与所述FPGA连接具体为:所述CMOS
    图像传感器通过LVDS与所述FPGA连接。

    所述FPGA与CMOS图像传感器之间以LVDS高速差分传输线连接,保
    证了图像数据的实时高质量传输。

    优选地,所述设备还包括:薄膜晶体管液晶显示器TFT-LCD,与所述FPGA
    通过LVDS连接。

    TFT-LCD作为优选在该实施例中选用,而并不局限于上述列举形式。

    一种自动焦度计系统,包括:自动焦度计及控制所述自动焦度计工作的
    自动焦度计控制设备,所述控制设备包括:片上可编程器件FPGA、作为协处
    理器的微控制单元MCU、闪存FLASH和互补金属氧化物半导体CMOS图像
    传感器其中:

    所述FPGA嵌入可编程片上系统SOPC,并在所述SOPC中集成微处理软
    核NIOSII,所述FPGA与所述MCU连接;

    所述FPGA分别以地址线及数据线与所述FLASH连接;

    所述CMOS图像传感器与所述FPGA连接。

    优选地,所述NIOSII具体为NIOSII/f型。

    优选地,所述设备还包括:复杂可编程逻辑器件CPLD,所述CPLD对所
    述FPGA加载配置并接收所述MCU发出的中断处理指令,分别以23条地址
    线和8条数据线与所述FLASH连接。

    优选地,所述CMOS图像传感器的像素为130万。

    本系统与上述设备对应,系统中包含有控制设备及自动焦度计,所述控
    制设备通过SOPC技术嵌入FPGA,并在SOPC系统中集成NIOSII,实现了
    处理快速和成本降低的技术效果,所述NIOSII/f属快速型处理器,进一步提
    高了处理能力。而作为优选可将复杂可编程逻辑器件CPLD连接于所述MCU
    与所述FLASH之间,为FLASH读写的第二通道。

    从上述的技术方案可以看出,本发明实施例以FPGA核心处理器为载体
    以FPGA为载体嵌入了SOPC系统,并在所述SOPC系统中集成了软核NIOS
    II,具备针对图像的二值化、低通滤波和边缘检测等功能,并对眼镜镜片的
    球镜度、柱镜度、柱镜轴位角等的快速准确测量,并将MCU作为协处理器,
    节省了该控制设备的成本,嵌入的SOPC可解决SOC方案,设计周期短且成
    本低并结合嵌入的NIOSII软核的技术,达到了快速处理图像数据及节省成本
    的技术效果。

    附图说明

    为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实
    施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面
    描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,
    在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

    图1a为本发明实施例公开的一种自动焦度计控制设备结构示意图;

    图1b为本发明实施例公开的一种自动焦度计控制设备对应的方法流程
    图;

    图2为本发明实施例公开的一种自动焦度计控制设备结构示意图;

    图3为本发明实施例公开的一种自动焦度计系统结构示意图。

    具体实施方式

    为了引用和清楚起见,下文中使用的技术名词、简写或缩写总结如下:

    FPGA:Field-Programmable?Gate?Array,现场可编程门阵列;

    SPI:Serial?Peripheral?Interface,串行外围设备接口;

    MCU:Micro?Control?Unit,微控制单元;

    CPLD:Complex?Programmable?Logic?Device,复杂可编程逻辑器件;

    LVDS:一个数字信号接口,可进行视频输出,一般在工业领域或行业内
    部使用。

    下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行
    清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而
    不是全部的实施例?;诒痉⒚髦械氖凳├?,本领域普通技术人员在没有作
    出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明?;さ姆段?。

    本发明实施例公开了一种自动焦度计控制设备和一种自动焦度计系统,
    基于FPGA/SOPC/NIOSII控制系统,以实现数据处理快速且成本低廉的目的。

    图1a示出了一种自动焦度计控制设备,包括:

    片上可编程器件FPGA11、作为协处理器的微控制单元MCU12、闪存
    FLASH13和CMOS图像传感器14其中:

    所述FPGA11嵌入可编程片上系统SOPC及嵌入式微处理软核NIOSII,
    并与所述MCU12连接;

    所述FPGA11分别以地址线及数据线与所述FLASH13连接;

    所述CMOS图像传感器14与所述FPGA11连接。

    所述FPGA可进行并行处理及矩阵运算,其接收CMOS图像传感器的图
    像信息,实现针对图像的阀值分割、二值化、空域滤波及边缘检测等功能,
    为了提高其浮点处理能力,使用Altera的浮点自定义指令IP核,其固有存储
    设备与4M或8M片外NOR?FLASH作为存储器,所述FPGA11与所述FLASH
    分别以23条地址线及8条数据线连接,可方便的实现所述FPGA对FLASH
    存储器的读写存储。

    所述NIOSII是Altera的嵌入式微处理软核,是一种采用单指令流的
    RISC32位嵌入式微处理器,多数指令可在一个时钟周期内完成,使用方便灵
    活,作为优选,本实施例使用的NIOSII处理器为NIOSII/f型快速型处理器,
    进一步加快了图像处理速度。

    所述SOPC为可编程片上系统,其基于可编程逻辑器件可重构的SOC,
    并集成了硬核或软核CPU,该系统可灵活高效地解决SOC方案,设计周期短
    设计成本低。

    更为具体地,利用所述SOPC技术对图像数据进行处理,如图1b所示:

    步骤11:对述CMOS采集的原始图像进行直方图统计,确定图像中主经
    和背景的分界线,即分割阀值;

    步骤12:对所述CMOS采集的原始图像利用空域滤波算法中的低通滤波
    算子,对图像信息进行滤波处理,以尽可能去除高频噪声使图像变得平滑;
    滤波后的图像分为两路进行处理,分别是步骤121与步骤122;

    步骤121:通过光斑向X-Y方向上的投射图,分割出每个光斑所在的区
    域;

    步骤122:利用前述步骤12中获得的分割阀值对图像进行二值化处理,
    然后对二值图像进行拉普拉斯边缘检测,获得每一个光斑的单像素边缘图像;

    步骤13:利用上述步骤121与步骤122两条路径的处理结果,提取每一
    个已确定区域的光斑的中心,最终形成光斑中心坐标矩阵;

    步骤14:利用所述光斑中心坐标矩阵可计算镜片的球镜度、柱镜度、棱
    镜度及柱镜轴位方向等光学参数。

    充分利用FPGA的并行处理特点,避免了其浮点处理能力差的缺陷,使
    得整个图像处理流程的时间大幅减少,系统运行更加流畅。

    所述MCU为协处理器,为系统提供SPI、I2C、USB和UART等通信接
    口,并在开机时对TFT-LCD,及CMOS进行初始化。

    优选地:

    所述FPGA通过所述串行外围设备接口SPI与所述MCU连接实现串行通
    信,该实施例中的MCU与所述FPGA之间以SPI实现串行通信,处理速度高,
    使主、协处理器之间的指令交互快速便捷;

    所述FPGA与CMOS图像传感器之间以LVDS高速差分传输线连接,保
    证了图像数据的实时高质量传输。

    该实施例中,控制设备在FPGA中集成NIOSII,由于所述FPGA可进行
    并行处理及高速的图像数据处理,实现了图像的阀值分割、二值化和空域滤
    波及边缘检测等功能,嵌入的SOPC可解决SOC方案,设计周期短且成本低
    并结合嵌入的NIOSII软核的技术,达到了快速处理图像数据及节省成本的技
    术效果。

    图2示出了又一种自动焦度计控制设备,相同之处参见图1图示及其说
    明不再赘述,现就不同部件进行描述,基于图1,图2还包括:复杂可编程逻
    辑器件CPLD21,所述CPLD对所述FPGA加载配置并接收所述MCU发出的
    中断处理指令,分别以23条地址线和8条数据线与所述FLASH连接。

    所述FPGA与所述CPLD公用23条地址线和8条数据线不仅能把FPGA
    在工作时能将FLASH中的数据转移到SDRAM中,也可通过USB进行数据
    传输,接收所述MCU的中断协处理,快速对FLASH进行读写操作;所述CPLD
    连接于所述MCU与所述FLASH之间,提供了对FLASH读写的第二条通道,
    使成本较低的MCU发挥协处理器高性能价值,系统的扩展度提高;

    以及,薄膜晶体管液晶显示器TFT-LCD22,与所述FPGA通过LVDS连
    接。

    所述LVDS的使用使焦度计使用过程中可进行实时显示,操作界面更人
    性化,TFT-LCD作为优选在该实施例中选用,而并不局限于上述列举形式。

    图3示出了一种自动焦度计系统,包括:

    自动焦度计31及控制所述自动焦度计工作的自动焦度计控制设备,所述
    控制设备包括:片上可编程器件FPGA321、作为协处理器的微控制单元
    MCU322、闪存FLASH323和互补金属氧化物半导体CMOS图像传感器324
    其中:

    所述FPGA321嵌入可编程片上系统SOPC,并在所述SOPC中集成微处
    理软核NIOSII,所述FPGA321与所述MCU322连接;

    所述FPGA321分别以地址线及数据线与所述FLASH323连接;

    所述CMOS图像传感器324与所述FPGA321连接;

    复杂可编程逻辑器件CPLD325,所述CPLD对所述FPGA加载配置并接
    收所述MCU发出的中断处理指令,分别以23条地址线和8条数据线与所述
    FLASH连接。

    薄膜晶体管液晶显示器TFT-LCD326,与所述FPGA通过LVDS连接。

    需要说明的是,所述FPGA分别以地址线及数据线与所述FLASH连接具
    体为:FPGA分别以23条地址线和8条数据线与所述FLASH连接;所述NIOSII
    具体为NIOSII/f型;所述CMOS图像传感器的像素为130万。

    本系统与上述设备对应,对于设备各部件的详细描述参见图1图示及其
    说明,不再赘述,所述系统中包含有控制设备及自动焦度计,所述控制设备
    嵌入SOPC并集成NIOSII,实现了处理快速和成本降低的技术效果,所述
    NIOSII/f属快速型处理器,进一步提高了处理能力。而作为优选可将复杂可编
    程逻辑器件CPLD连接于所述MCU与所述FLASH之间,为FLASH读写的
    第二通道。

    综上所述:

    本发明实施例以FPGA核心处理器为载体以FPGA为载体嵌入了SOPC
    系统,并在所述SOPC系统中集成了软核NIOS?II,具备针对图像的二值化、
    低通滤波和边缘检测等功能,并对眼镜镜片的球镜度、柱镜度、柱镜轴位角
    等的快速准确测量,并将MCU作为协处理器,节省了该控制设备的成本,
    嵌入的SOPC可解决SOC方案,设计周期短且成本低并结合嵌入的NIOSII
    软核的技术,达到了快速处理图像数据及节省成本的技术效果;

    另外,本发明的实施例中,将所述CPLD连接于所述MCU与所述FLASH
    之间,提供了对FLASH读写的第二条通道,使成本较低的MCU发挥协处理
    器高性能价值,系统的扩展度提高,保证了后续软件升级的方便性;

    本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都
    是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
    专业人员还可以进一步意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的
    单元及算法步骤,能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现,为
    了清楚地说明硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地
    描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取
    决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的
    应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发
    明的范围。

    结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、
    处理器执行的软件???,或者二者的结合来实施。软件??榭梢灾糜谒婊?br />储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可
    编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的
    任意其它形式的存储介质中。

    对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用
    本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易
    见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,
    在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,
    而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

       内容来自专利网重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn转载请标明出处

    关于本文
    本文标题:自动焦度计控制设备和自动焦度计系统.pdf
    链接地址://www.4mum.com.cn/p-5878561.html
    关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服 - 联系我们

    [email protected] 2017-2018 www.4mum.com.cn网站版权所有
    经营许可证编号:粤ICP备17046363号-1 
     


    收起
    展开
  • 四川郎酒股份有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度环保奖 2019-05-13
  • 银保监会新规剑指大企业多头融资和过度融资 2019-05-12
  • 韩国再提4国联合申办世界杯 中国网友无视:我们自己来 2019-05-11
  • 中国人为什么一定要买房? 2019-05-11
  • 十九大精神进校园:风正扬帆当有为 勇做时代弄潮儿 2019-05-10
  • 粽叶飘香幸福邻里——廊坊市举办“我们的节日·端午”主题活动 2019-05-09
  • 太原设禁鸣路段 设备在测试中 2019-05-09
  • 拜耳医药保健有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度企业奖 2019-05-08
  • “港独”没出路!“梁天琦们”该醒醒了 2019-05-07
  • 陈卫平:中国文化内涵包含三方面 文化复兴表现在其中 2019-05-06
  • 人民日报客户端辟谣:“合成军装照”产品请放心使用 2019-05-05
  • 【十九大·理论新视野】为什么要“建设现代化经济体系”?   2019-05-04
  • 聚焦2017年乌鲁木齐市老城区改造提升工程 2019-05-04
  • 【专家谈】上合组织——构建区域命运共同体的有力实践者 2019-05-03
  • 【华商侃车NO.192】 亲!楼市火爆,别忘了买车位啊! 2019-05-03
  • 宁夏11选5开奖结果走势图 广东26选5图表 湖南竞彩最大奖 八闽福建麻将外挂 北京赛车pk时 天天pk10计划软件手机版式 3d中国象棋真人游戏 魔兽世界怀旧服 福建22选5走势图浙江 朗庭国际娱乐会所 模拟炒股 重庆时时彩历史查询开奖期数 新时时彩几点结束 有好友房的麻将app 网宿科技股票 黑龙江十一选五走势图正好