随着中国制造业的不断发展,机器视觉,特别是融合了TOF技术的双目视觉,正在高速发展。双目视觉传感器在各种机械臂、工业控制、实时图像处理等领域发挥着重要的作用。本课题将普通摄像头与FPGA、TOF技术相结合,设计了一种基于FPGA的低成本双目融合TOF视觉传感器。该系统由以下几个模块构成:(1)双目相机模块。该模块的光学检测部分以OV5640芯片为核心,最大的像素分辨率为2592*1944,可以任意缩小,本课题中的是1280*720像素,总像素数量在90万以上。(2)FPGA逻辑模块。该模块以EP4CE30F23C8N芯片为核心,设计摄像头驱动逻辑、图像采集和缓存逻辑、图像预处理逻辑和图像传输逻辑,利用USB接口将预处理后的图像数据传输给PC机。(3)存储模块。该模块使用的是DDR2芯片,MT47H64M16HR,单片容量为1GB,本课题中使用了两片该内存芯片,由同一个控制信号驱动,主要目的是扩大带宽。(4)USB传输模块。该模块使用的芯片是CYUSB3014,是一款集成了USB3.0模块的高速集成芯片,主要用于图像数据的传输。(5)TOF模块。该模块使用的是EPC-660芯片,是一片面阵TOF深度图像传感器,分辨率是320*240,输出帧率为30帧。该模块的作用是和双目匹配的结果相结合,消除误匹配点,提高精度。(6)PC上位机算法模块。接收图像数据,实现双目图像的显示和双目匹配算法,同时结合TOF图像数据,改善双目匹配算法的效果。本课题可以实现每秒17帧1280*720像素的双目图像显示,并实现每秒5帧的深度图像显示,计算图像中最近物体的距离,测量的范围是0.5m-5.0m,在1.0m-2.0m有效范围内,精度可以达到1cm以内。