非接触式测速系统的FPGA开发.pdf

非接触式测速系统是一种不依赖于任何物理接触就能测量物体速度的技术。在现代社会，这样的系统被广泛应用于工业、科研以及交通等多个领域。特别是随着数字图像处理技术的发展，非接触式测速技术在精确度和实时性方面有了质的飞跃。 在本文中，作者李玲和李洋涛研究了基于FPGA的非接触式测速系统。FPGA，即现场可编程门阵列，是一种可以通过编程来配置的集成电路。FPGA的并行处理能力以及可重配置性使得它非常适合作为非接触式测速系统的硬件平台。 本研究的开发板选择了Altera公司的DE2开发板。DE2是Altera公司特别针对大学教学和研究机构推出的一款FPGA多媒体开发平台，它不仅有丰富的外设和多媒体特性，还有灵活可靠的外围接口设计。在此基础上，研究者使用了Terasic公司为DE2平台提供的CCD摄像头模块和彩色LCD模块。CCD（电荷耦合器件）摄像头模块可以捕捉到高速运动物体的图像信息，而彩色LCD模块则可用于显示处理结果。 在系统开发过程中，研究者首先利用DE2开发板上的硬件资源采集图像数据，然后将数据通过接口传送至DE2开发板。接着DE2开发板负责对数字图像进行压缩、保存、识别及相关的运算处理。最终，通过VGA模块将图像效果显示出来，并且通过DE2开发板上的数码管显示计算结果。 Quartus II软件是Altera公司提供的一个用于FPGA开发的软件环境。它能提供完整的多平台设计环境，直接满足特定设计的需要，为可编程芯片系统（SOPC）提供全面的设计环境。在本研究中，Quartus II软件被用来对Verilog代码进行编译和调试。Verilog是一种硬件描述语言（HDL），它用于对电子系统进行建模和描述。在这个项目中，研究者通过对Verilog代码进行优化和处理，实现了算法的具体方式，并最终完成了速度测量的目的。 开发非接触式测速系统的目的是为了克服传统接触式测速方法的局限性。接触式测速方法通常需要物体与测量设备直接接触，这不仅限制了测量速度的范围，而且对物体本身可能造成损坏。而非接触式测速则可以实现远距离测量，提高了安全性，扩展了测量的场景和范围。 总结来说，本文通过使用DE2开发板和CCD摄像头模块，结合Quartus II软件和Verilog硬件描述语言，实现了一套非接触式测速系统。该系统不仅具有较高的测量精度和处理速度，而且具备较强的实时性和可靠性。这项技术的应用前景非常广泛，对许多需要高速数据采集和处理的场合有着重要的意义。