基于FPGA的智能小车远程监控系统设计

"这篇文档是关于基于FPGA的智能小车系统的硕士学位论文，作者是芮晴波，指导教师是赵不贿，来自江苏大学。论文主要探讨了如何利用FPGA实现智能小车的远程监控，包括图像采集、车道检测、温度测量等功能，并涉及到了Sobel算子在边缘检测中的应用。" 本文档主要介绍了基于FPGA（Field-Programmable Gate Array）技术的智能小车系统设计，该系统允许通过互联网进行远程监视和控制，特别适合于特殊环境下的监测任务。智能小车作为智能行走机器人的一种，能够在各种人类难以进入或生存的环境中执行探测任务。论文的核心是设计一个能够远程控制、图像采集、温度测量的智能小车系统。 系统基于FPGA的优势在于，可以灵活地利用现有IP核进行功能扩展，设计成本低，上市时间快，便于修改和远程重构。相比单片机，FPGA提供更高的集成度、更好的可靠性和便利的调试维护。 论文内容涵盖了以下几个关键部分： 1. 智能小车的功能分析：分析小车所需的各种功能，如自主导航、环境感知等。 2. 硬件系统设计：构建包含NiosII嵌入式系统的FPGA平台，配置SPI、串行口、以太网接口及存储器。 3. 软件开发：移植嵌入式Linux操作系统，并设置Web服务器，编写CGI程序以实现动态网页交互，同时对车道检测系统进行研究。 4. 边缘检测算法：利用Sobel算子进行边缘检测，该算子是一种微分算子，能增强图像中的边缘和轮廓，尤其适用于检测图像中的直线和角点，对于车道检测至关重要。 5. DSPBuilder与Matlab中的仿真：在DSPBuilder中构建车道检测模块，并在Matlab中进行仿真验证，确保算法的正确性。 6. 图像采集与温度测量：开发了图像采集和红外测温的软件程序，用于获取和处理来自数码相机和红外测温仪的数据。 7. 小车运动控制：编写控制程序，实现小车的运动控制，使其能够根据环境信息做出相应动作。 8. 系统调试与远程监控：通过调试确保系统的稳定运行，达到通过Internet实现远程监控的目标。 关键词涉及到的关键技术包括FPGA、智能小车、远程监控、车道检测、Sobel算子以及DSPBuilder工具的使用，这些都是实现智能小车系统不可或缺的部分。通过这些技术的综合运用，论文成功地设计了一个具备实时监控和环境适应能力的智能小车系统。