隨著現代技術的高速發(fā)展，人們對各種設備的智能化程度要求越來越高。作為信息最佳代表形式之一的視覺圖像及其處理已經逐步成為眾多學科的融合點，應用于生產實際，為人類帶來了巨大的經濟和社會效益。 視覺是人類信息的主要來源，隨著自動控制技術及機器視覺技術的發(fā)展，其基于機器視覺控制系統的研究占據越來越重要的地位。如果將機器視覺控制系統建立在嵌入式系統平臺上;形成基于嵌入式機器視覺的控制系統，將極大地拓展機器視覺的應用范圍，并可大幅度提高現有工業(yè)控制的自動化水平和生產效率。 本文在機器視覺與嵌入式系統的交叉點選題，將機器視覺與嵌入式系統結合起來，在研究基于嵌入式機器視覺控制系統方面進行一些探索，以拓展機器視覺的應用范圍。本文首先介紹了課題的背景、研究目的及意義、國內外研究現狀及發(fā)展趨勢，提出了基于嵌入式機器視覺控制系統的研究課題。并以此為依據，設計了相應的硬件系統和軟件系統，并將其應用到智能尋跡小車的控制上。 論文以Altera公司的CycloneⅡ系列EP2C8Q208為核心芯片，構建基于FPGA的SOPC嵌入式硬件平臺，并以此平臺為基礎深入研究SOPC嵌入式系統的硬件設計和軟件開發(fā)方法，詳細測試和驗證系統存儲模塊和外圍模塊。同時以嵌入式處理器IP核NiosⅡ為核心，設計出基于NiosⅡ的視覺控制軟件。在應用中引入μc/OS-Ⅱ實時操作系統，介紹了實時操作系統μc/OS-Ⅱ的相關概念和移植方法，設計了相關底層軟件及軌跡圖像識別算法，將具體應用程序劃分成多個任務，最終實現了視覺圖像的實時處理及小車的實時控制。 在本設計中，圖像采集部分利用SAA7111A視頻解碼芯片完成視頻信號的采集，利用FPGA完成復雜高速的邏輯控制及時序設計，將采集的數字視頻信號存儲在外擴存儲器SRAM中，以供后續(xù)圖像處理。 在構建NiosⅡCPU時，自定制了SRAM控制器、irda紅外接口、oc i2c接口、PWM接口和VGA顯示接口等相關外設組件，提供了必要的人機及控制接口，方便系統的控制及調試。