[实用新型]一种双路FPGA的VLC图像匹配系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及图像匹配系统技术领域，具体为一种双路FPGA的VLC图像匹配系统。

背景技术

VLC是基于第四代环保节能照明光源LED而新兴的一种新型的通信方式。它将载波频率上调到了无线电波中的可见光频段，能极好的解决无线射频通信频谱资源问题。同时，可见光通信可以广泛用于对电磁波敏感的场合。另一方面，可见光通信作为一种新的通信方式，可以与传统射频通信兼容，丰富和增强无线通信接入的方式及效果。而由于平时生活中常见的是通过发射电磁波传递信息，但是一般的电磁波存在辐射，人长时间生活在这种环境中，受到的危害非常大，选择可持续发展的资源显得尤为重要。可见光能源消耗非常小，适宜长时间地使用，当今led的使用寿命越来越长，其优势越来越明显。

随着移动通信用户人群的不断增加，电磁波谱中射频无线通信所占用的无线电波频带愈渐拥挤。以频率更高、波长更短的光波作为传输媒介的通信方式，具有可用频带宽、通信容量大、传输速率高及抗电磁干扰能力强等优点，成为通信领域的研究热点。其中，室内可见光通信技术就是在普通照明光源的基础上增加了数据传输功能，通过照明光源的高速明暗闪烁来传递信息，接收端则使用光敏器件来捕捉获取光信号中携带的数据信息。现如今可见光技术正在大力地发展，虽在物联网系统上面取得了不小的进展，但是未来还有很长的道路需要走，比如和模式识别方面相结合，做到更全面更智能的系统，需要对可见光通信做出更高的要求，做出更加准确的判断，反馈机制也做得更加全面。

实用新型内容

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种双路FPGA的VLC图像匹配系统，包括FPGA控制器和数据采集卡，所述FPGA控制器的输出端通过RS232接口与数据处理器相连接，所述数据处理器的内部设置有嵌入式存储器，所述FPGA控制器的输出端通过串并转换器与光电传感器相连接，所述光电传感器的输出端与数模转换器相连接，所述数模转换器的输出端还通过波形调制器与数据采集卡相连接，所述FPGA控制器的输出端还连接有LED发射器，所述LED发射器的输出端与电平转换器相连接，所述数据采集卡的输出端还连接有摄像头相连接，所述数据采集卡的内部还设置有二值化算法，所述二值化算法的输出端通过编码器与光敏接收器相连接，所述光敏接收器的输出端还通过控制线与VGA显示屏相连接。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述光敏接收器的输出端还通过PC总线与OpenCV开源库相连接，所述OpenCV开源库的输出端还通过图像库匹配器与电脑主机相连接。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述FPGA控制器的电源端还通过光伏控制器与太阳能集电板相连接，所述光伏控制器的电源端还连接有蓄电池组。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述摄像头采用OV7725系列的处理芯片，且在摄像头的内部还设置有时钟匹配单元。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该双路FPGA的VLC图像匹配系统，采用摄像头采集图像，硬件二值化处理，图像数据反馈给FPGA控制器，锁存在FPGA控制器内部的RAM中，摄像头采用OV7725摄像头，为了方便传送数据以及后期处理大量数据，采用黑白摄像头，减少其相对误差，增加匹配度，FPGA控制器内部计数器在复位键松开后开始计时，为了保证其能够完整地完成这一个发送到接收再到匹配这一个周期能够互不影响，决定内部计时到1分钟开始触发一次中断，这样两次传输图片之间间隔足够大，不会造成什么影响，使系统更加严谨，减少跑飞的情况，在OV7725摄像头模块采集到数据后，使用LED发射器使的led一直处在高亮状态，开始发送时，以一个低电平作为起始位，接收端开始接受数据，使用光敏接收器匹配较高的传输速率，提高了图像的传递效率，使用OpenCV开源库调用相关图像处理函数，通过采用图像库匹配器，使分割效果更佳，对颜色空间HSV进行了选择和改进，并提出了一种动态阈值分割方法，可以较好的分割出目标部分。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型数据采集卡结构示意图。

图中：1-FPGA控制器；2-LED发射器；3-电平转换器；4-太阳能集电板；5-光伏控制器；6-蓄电池组；7-RS232接口；8-数据处理器；9-嵌入式存储器；10-摄像头；11-时钟匹配单元；12-数据采集卡；13-波形调制器；14-数模转换器；15-光电传感器；16-串并转换器；17-电脑主机；18-编码器；19-光敏接收器；20-VGA显示屏；21-PC总线；22-OpenCV开源库；23-图像库匹配器；24-电脑主机。