FPGA与机器视觉驱动的远程激光充电系统设计与80%精度实测

本文主要探讨了基于FPGA和机器视觉的激光充电系统的设计与实现，针对当前移动设备充电领域中距离受限、可靠性及灵活性不足的问题。FPGA（Field-Programmable Gate Array）作为一种可编程逻辑器件，因其并行处理能力的强大，被选作实现这一创新系统的关键技术。FPGA的优势在于能够实时处理大量数据，确保激光充电系统的高效运行，满足系统的实时性和稳定性需求。 机器视觉在激光充电系统中的应用至关重要。它通过摄像头捕捉目标充电设备，然后利用形态学算法对图像进行处理，以消除各种干扰，精确地定位目标物体和激光光斑。形态学算法是一种基于像素级别的图像分析方法，通过对图像结构进行简化或细化操作，可以有效地识别和分离出目标对象，提高定位精度。 实验结果表明，经过形态学处理后的激光充电系统表现出高度的稳定性，能够在复杂的环境中准确地识别和跟踪目标，与周围的物体形成明显的对比。电机控制系统能够有效控制激光束，使其准确击中目标物体，成功率达到80%，这表明系统基本达到了预期的设计目标。 该研究不仅突破了传统充电方式的距离限制，而且提高了供电的可靠性和灵活性，为未来移动设备的充电提供了新的可能性。此外，它还展示了FPGA在光电子技术领域的应用潜力，推动了激光技术、光电池制造技术和数字系统设计的结合发展。整个系统的设计和实现工作得到了国家自然科学基金面上项目的资助，显示出其在科研领域的价值和重要性。