果樹農(nóng)學(xué)參數(shù)實時檢測裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種果樹農(nóng)學(xué)參數(shù)實時檢測裝置，包括FPGA協(xié)處理器，DSP芯片，其特征在于：FPGA協(xié)處理器與DSP芯片連接，F(xiàn)PGA協(xié)處理器及DSP芯片均連接到電源電路上；在FPGA協(xié)處理器上連接有視頻采集模塊，復(fù)位電路，驗證電路及儲存模塊；在DSP芯片上連接有JETG電路，復(fù)位電路，儲存模塊及顯示模塊，顯示模塊與驗證電路連接。本發(fā)明DSP與FPGA相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，保證了檢測結(jié)果的實時性與準(zhǔn)確性，在不破壞農(nóng)作物現(xiàn)有生長狀況的情況下實時地得到作物的基本農(nóng)學(xué)參數(shù)，達到了智能化高精度的在線實時檢測的目的，為實時變量噴霧提供了重要的依據(jù)，且適合我國的小地塊小規(guī)模作業(yè)，具有較大實踐應(yīng)用價值。
【專利說明】果樹農(nóng)學(xué)參數(shù)實時檢測裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子控制【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種果樹農(nóng)學(xué)參數(shù)實時檢測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]圖像處理技術(shù)檢測農(nóng)學(xué)參數(shù)的一般方法:利用掃描儀、數(shù)碼相機等圖像采集系統(tǒng)對作物圖像進行采集，然后用數(shù)字圖像處理的算法得出所求農(nóng)學(xué)參數(shù)的在數(shù)字圖像中的表示，或者提取出和農(nóng)學(xué)參數(shù)相關(guān)的幾何和色彩特征，于所測農(nóng)學(xué)參數(shù)的真實值進行回歸得到預(yù)測模型。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是:提供一種果樹農(nóng)學(xué)參數(shù)實時檢測裝置，它實現(xiàn)了高頻圖像信號的精確采集，又可以保證運算處理的實時性與準(zhǔn)確性，達到了智能化高精度的在線實時檢測的目的。
[0004]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的:果樹農(nóng)學(xué)參數(shù)實時檢測裝置，包括FPGA協(xié)處理器，DSP芯片，其特征在于=FPGA協(xié)處理器與DSP芯片連接，F(xiàn)PGA協(xié)處理器及DSP芯片均連接到電源電路上；在FPGA協(xié)處理器上連接有視頻采集模塊，復(fù)位電路，驗證電路及儲存模塊；在DSP芯片上連接有JETG電路，復(fù)位電路，儲存模塊及顯示模塊，顯示模塊與驗證電路連接。
[0005]所述的視頻采集模塊包括CXD攝像頭，CXD攝像頭通過A/D轉(zhuǎn)換芯片與視頻處理芯片連接，在A/D轉(zhuǎn)換芯片上連接有初始化模塊，視頻處理芯片與FPGA協(xié)處理器連接。
[0006]所述的復(fù)位電路帶有時鐘電路。時鐘電路為整個系統(tǒng)提供統(tǒng)一的工作時序。
[0007]所述的儲存模塊包括SDRAM儲存模塊及FLASH模塊。
[0008]電源電路是為系統(tǒng)提供所需要的3.3V、1.8V的內(nèi)核電壓，以1.2V參考電壓而設(shè)計的。
[0009]復(fù)位電路使系統(tǒng)初始上電的時候處于一個穩(wěn)定可靠的初始狀態(tài)。
[0010]FPGA協(xié)處理器是圖像采集的核心部分，主要完成系統(tǒng)采集來的視頻數(shù)據(jù)的格式轉(zhuǎn)換和幀存以及圖像的輸出控制功能。
[0011]存儲模塊包括SDRAM模塊及FLASH模塊，SDRAM作為視頻數(shù)據(jù)的緩存，F(xiàn)LASH存儲DSP算法得到的檢測結(jié)果。
[0012]驗證電路用了 ADV7123將數(shù)字圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模擬數(shù)據(jù)并用其驅(qū)動VGA顯示器顯示圖像，以演示圖像采集的效果。
[0013]初始化模塊主要功能是通過I2 C總線對A/D轉(zhuǎn)換芯片的寄存器進行配置，從而把CXD攝像頭采集的PAL制式的視頻數(shù)據(jù)解碼為YUV4:2:2數(shù)據(jù)。
[0014]視頻處理模塊的功能是對A/D轉(zhuǎn)換芯片送來的YUV數(shù)據(jù)進行處理；利用SDRAM控制器的幀存儲功能和異步F I F O存儲器的協(xié)助下將相鄰的三幀圖像數(shù)據(jù)存儲到SDRAM的固定地址。
[0015]顯示模塊用于產(chǎn)生驅(qū)動V G A的時序，把ADV7123輸出的模擬圖像打入VGA顯示器進行顯示。
[0016]由于采用了上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明DSP與FPGA相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，利用FPGA協(xié)處理器具有強大的現(xiàn)場可編程能力，具有做時序的調(diào)整和圖像處理的硬件算法的優(yōu)勢；DSP控制器是哈弗結(jié)構(gòu)體系的嵌入式處理器，具有相互獨立的數(shù)據(jù)總線和地址總線，獨立的硬件乘法器，因此非常適合做數(shù)字信號處理；把兩者結(jié)合起來，能夠快速地完成圖像信號的采集。而且DSP控制器可以快速的執(zhí)行圖像處理算法，保證了檢測結(jié)果的實時性與準(zhǔn)確性，在不破壞農(nóng)作物現(xiàn)有生長狀況的情況下實時地得到作物的基本農(nóng)學(xué)參數(shù)，達到了智能化高精度的在線實時檢測的目的，為實時變量噴霧提供了重要的依據(jù)，且適合我國的小地塊小規(guī)模作業(yè)，具有較大實踐應(yīng)用價值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]附圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖2為本發(fā)明的視頻采集模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖3為本發(fā)明的工作原理圖。
【具體實施方式】
[0018]本發(fā)明的實施例:果樹農(nóng)學(xué)參數(shù)實時檢測裝置，包括FPGA協(xié)處理器1，DSP芯片2，其特征在于=FPGA協(xié)處理器I與DSP芯片2連接，F(xiàn)PGA協(xié)處理器I及DSP芯片2均連接到電源電路5上；在FPGA協(xié)處理器3上連接有視頻采集模塊3，復(fù)位電路4，驗證電路6及儲存模塊7 ;在DSP芯片4上連接有JETG電路8，復(fù)位電路4，儲存模塊7及顯示模塊9，顯示模塊9與驗證電路6連接；所述的視頻采集模塊3包括CXD攝像頭3-1，CXD攝像頭3_1通過A/D轉(zhuǎn)換芯片3-2與視頻處理芯片3-3連接，在A/D轉(zhuǎn)換芯片3_2上連接有初始化模塊3-4，視頻處理芯片3-3與FPGA協(xié)處理器I連接；所述的復(fù)位電路4帶有時鐘電路。所述的儲存模塊7包括SDRAM儲存模塊及FLASH模塊。
[0019]初始化模塊3-4通過I2C總線對解碼芯片的寄存器進行配置并初始化，CXD攝像頭
3-1采集到的原始圖像數(shù)據(jù)格式為PAL制式，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換芯片3-2采用saa7113芯片進行A/D轉(zhuǎn)換處理后，生成每秒30幀的圖像數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)是分辨率為720X240的YCbCr (4:2:2)格式的8位圖像數(shù)據(jù)。A/D轉(zhuǎn)換芯片3-2輸出到FPGA協(xié)處理器I的信號有像素時鐘，行、場參考信號，圖像數(shù)據(jù)。FPGA協(xié)處理器I在輸入的行、場參考都有效時，在輸入象素時鐘的同步下，接收圖像數(shù)據(jù)進入接收緩存到線緩存模塊；由SDRAM時鐘控制將一幀數(shù)據(jù)讀入SDRAM中；SDRAM占用容量過半時，從SDRAM中讀取一幀數(shù)據(jù)至輸出緩存；輸出緩存為異步FIFO，完成跨時鐘傳送數(shù)據(jù)的工作；DSP芯片2通過XINTF接口讀取SDRAM存儲器的固定地址。由DSP芯片2讀取一幀數(shù)據(jù)，并在DSP芯片2中做生物量密度等農(nóng)學(xué)參數(shù)的計算，送IXD顯示，存入寄存器待用。驗證工作由YUV轉(zhuǎn)RGB模塊和VGA控制模塊完成。VGA接口在顯示器上顯示。圖像處理過程中采取用三幀同步的處理方法，提高圖像的處理速度來滿足實時性的要求。
[0020]選用美光公司的SDRAM存儲器MT48LC16M16A2P-6A芯片，用來緩存SAA7113芯片輸出的圖像數(shù)據(jù)；
FLASH芯片選用SST39VF800 ;系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)通過ADV7123解碼后由VGA接口輸出結(jié)果。
【權(quán)利要求】
1.一種果樹農(nóng)學(xué)參數(shù)實時檢測裝置，包括FPGA協(xié)處理器(I)，DSP芯片(2)，其特征在于:FPGA協(xié)處理器(I)與DSP芯片(2)連接，F(xiàn)PGA協(xié)處理器(I)及DSP芯片(2)均連接到電源電路(5 )上；在FPGA協(xié)處理器(3 )上連接有視頻采集模塊(3 )，復(fù)位電路(4 )，驗證電路(6)及儲存模塊(7);在DSP芯片(4)上連接有JETG電路(8)，復(fù)位電路(4)，儲存模塊(7)及顯示模塊(9)，顯示模塊(9)與驗證電路(6)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的果樹農(nóng)學(xué)參數(shù)實時檢測裝置，其特征在于:所述的視頻采集模塊(3)包括CXD攝像頭(3-1)，CXD攝像頭(3-1)通過A/D轉(zhuǎn)換芯片(3_2)與視頻處理芯片(3-3)連接，在A/D轉(zhuǎn)換芯片(3-2)上連接有初始化模塊(3-4)，視頻處理芯片(3-3)與FPGA協(xié)處理器(I)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的果樹農(nóng)學(xué)參數(shù)實時檢測裝置，其特征在于:所述的復(fù)位電路(4)帶有時鐘電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的果樹農(nóng)學(xué)參數(shù)實時檢測裝置，其特征在于:所述的儲存模塊(7)包括SDRAM儲存模塊及FLASH模塊。
【文檔編號】H04N5/14GK103475799SQ201310417766
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月15日
【發(fā)明者】張富貴, 沈明明, 袁奎, 陳宇熠, 劉國志, 吳雪梅 申請人:貴州大學(xué)