专利名称：轮廓构造装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种轮廓构造装置，属于图像处理领域的一种硬件装置。
背景技术：
目前，已经存在了很多的压力分布测量或检测系统，这些系统广泛应用于医疗、康复、汽车、体育等相关行业，如专利号为02228378. I的“平板式足底压力分布测量系统”。这些系统通常包括数据采集、数据接收、上位机等装置，因此，可以实现数据采集、接收和显示等功能，但是，缺少数字信号处理装置，对构成压力分布图像的数据不进行任何分析和处理。这样在上位机上显示的图像仅仅显示了每个传感单元的感应数据，识别不出相近压力值的感应点聚集在一起所形成的轮廓线。
发明内容·本实用新型的目的是弥补现有技术的不足，提供一种轮廓构造装置，是一种用于构造压力分布的轮廓线的装置。所述的轮廓构造装置，包括FPGA、DSP芯片、USB接口，所述FPGA通过SPI总线与外围设备的传感器连接器连接，以串行方式进行数据交换。所述FPGA通过EMIF总线与DSP芯片连接，同时，FPGA与USB接口相连，所述USB接口与外围设备的上位机连接。本实用新型的功能是将传感器连接器传输过来的数字信号，进行一系列分析和处理，根据数值的范围划分出区域，提取出轮廓线，从而得到二维轮廓矩阵数字信号，然后再将数字信号传送到上位机。这样在上位机上显示的数据就是二维轮廓图或二维轮廓彩图。本实用新型的优点是结构简单，图像处理速度快。它可供压力分布采集系统使用，使这些系统增加数字信号处理装置。压力分布采集系统在增加了本装置后，能够对采集的传感器数据进行复杂的分析和处理，使上位机更加的方便绘制能显示压力分布轮廓的二维图像。
图I是压力分布检测系统的结构示意图。图2是轮廓构造装置的内部结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进一步说明。压力分布检测系统的组成如图I所示。此传感器是指能测量压力分布的传感器，它可以是电容式、电阻式或其他新型材料传感器。传感器可以通过多种方式与传感器连接器连接，这里没有规定。接入方式取决于传感器的类型。传感器连接器包含有连接装置和采集装置。连接装置包括传感器阵列结构，用于连接并固定传感器。采集装置包括信号采集电路，用于获取传感器的数值。传感器连接器通过SPI总线与轮廓构造装置连接。轮廓构造装置获取传感器连接器传输过来的数字信号。轮廓构造装置内部经过一系列处理后，通过USB接口将数据传送到上位机。这里要求上位机必须要有USB接口。上位机获取轮廓构造装置传送上来的数据后，利用高级编程语言编写上层软件，绘制二维彩色图案。如图2所示，本实用新型所述的轮廓构造装置包括FPGA、DSP芯片、USB接口。所述FPGA通过SPI总线与外围设备的传感器连接器连接，所述FPGA通过EMIF总线与DSP芯片连接，同时，FPGA与USB接口相连，所述USB接口与外围设备的上位机连接。FPGA是本装置的控制器，它通过SPI总线与传感器连接器连接，以串行方式进行数据交换。FPGA通过EMIF总线与DSP连接以实现数据通信。它和USB接口相连。该装置通过USB与上位机连接。SPI总线将外围设备的数据传送到FPGA的RAM中，EMIF总线从FPGA的RAM中读出需要处理的数据，交由DSP芯片进行运算后，再将经过处理的数据传回FPGA的RAM中。我们采用双口 RAM，EMIF的地址作为双口 RAM的读写地址，EMIF的双向数据总线与RAM的读写数据端口相连。DSP芯片是本装置的运算器，负责图像处理算法的运 行。在FPGA接收到DSP芯片运算的结果后，会将数据传输到USB接口。USB接口再将数据传送到上位机。DSP芯片内部运算过程如下。首先，数据初始化。处理的过程包括两个步骤第一，三角化，将每个矩形感应单元都划分成两个直角三角形。假如原来是mXn的感应面积(m表示行数，η表示列出)，那么划分后就成了 2Χ (m-1) X(n-l)个三角形。第二，扫描所有感应点的数值，这样就可以确定这些数值的范围，然后我们可以按一定范围划分，制定出需要绘制的等值线的条数和每条的数值。这样做的目的是减少需要绘制的等值线个数，从而减少计算量，加快装置的处理效率。然后，等值线追踪。依据等高线的理论，三角形在这条等高线有且只有它的两条边的这条等高线上(不考虑等高线过顶点的情况)，也就是三角形的某一边的两个顶点的数值应该介于等值线的数值之间。因此，对所有三角形做一遍循环，找到所有在这等值线上的三角形。开始时随机指定一个当前三角形。查找结束后，可能会有多于一条的等值线。然后按照新的等值线划分的数值重新搜索，直到再无可扫描的等值线为止。最后，线条光滑处理。由前者得到的等值线是由每个相邻的线段连接而成。在这些线段很少时，棱角很多，显示出来的图案会显得很粗糙。我们创造性的增加了此模块，采用数学上很常用的三次样条插值算法，在每条线段之间再插入数值，最终使等值线的连接点更多。至此，DSP 一次运算结束，它将数据传送回FPGA。
权利要求1. 轮廓构造装置，其特征是包括FPGA、DSP芯片、USB接口，所述FPGA通过SPI总线与外围设备的传感器连接器连接，所述FPGA通过EMIF总线与DSP芯片连接，同时，FPGA与USB接口相连，所述USB接口与外围设备的上位机连接。
专利摘要本实用新型涉及一种轮廓构造装置，它包括FPGA、DSP芯片、USB接口三大部件，其中，所述FPGA通过SPI总线与外围设备的传感器连接器连接，所述FPGA通过EMIF总线与DSP芯片连接，同时，FPGA与USB接口相连，所述USB接口与外围设备的上位机连接。它的功能是将传感器连接器传送的数字信号进行处理，对二维图像数据提取轮廓线，得到有轮廓的二维图像数据。本实用新型结构简单，图像处理速度快。它可供压力分布采集系统使用，方便上位机绘制出能显示压力分布轮廓的二维图像。
文档编号G06T11/00GK202582791SQ20122015555
公开日2012年12月5日 申请日期2012年4月13日 优先权日2012年4月13日
发明者林晓智, 王慰, 胡庆庆, 康威 申请人:江苏物联网研究发展中心