基于A(yíng)RM和CPLD的嵌入式視覺(jué)系統設計

② 計算質(zhì)心橫坐標。

③ 計算質(zhì)心縱坐標。

④ 識別物體的形狀。根據得到的每行跟蹤點(diǎn)的長(cháng)度，以及同一行中有幾段符合要求的連續跟蹤點(diǎn)，可以得知物體從攝像頭角度看到的形狀。特別是在檢測平面上線(xiàn)條時(shí)，可以識別是否有分支，這一點(diǎn)是幀處理模式無(wú)法做到的。
需要指出的是，行處理模式雖然會(huì )得到關(guān)于跟蹤目標的更多信息，但是每行處理的方式增大了處理器的負擔，處理速度也沒(méi)有幀處理快。

4 提高系統的工作速率

目前，系統工作在幀處理模式下的工作速率是25幀/s，作為系統功能的驗證，這里采用的算法是顏色跟蹤。如果僅做純粹的圖像采集，而不做圖像處理，那么系統可以達到OV6620的最高工作速率，即60幀/s。而在圖像處理方面，不同的圖像處理程序效率對系統的工作頻率有較大的影響。下面給出在通用ARM處理器下提高程序效率的幾個(gè)建議：

① 內嵌（inline）可通過(guò)刪除子函數調用的開(kāi)銷(xiāo)來(lái)提高性能。如果函數在別的模塊中不被調用，一個(gè)好的建議是用static標識函數；否則，編譯器將在內嵌譯碼里把該函數編譯成非內嵌的。

② 在ARM系統中，函數調用過(guò)程中參數個(gè)數≤4時(shí)，通過(guò)R0~R3傳遞；參數個(gè)數>4時(shí)，通過(guò)壓棧方式傳遞（需要額外的指令和慢速的存儲器操作）。通常限制參數的個(gè)數，使它為4或更少。如果不可避免，則把常用的前4個(gè)參數放在R0~R3中。

③ 在for（）， while（） do…while（）的循環(huán)中，用“減到0”代替“加到某個(gè)值”。比如：
for （loop = 1; loop = total; loop++） //ADD和CMP
替換為：for （loop = total; loop ！= 0; loop--） //SUBS
第1種方式比較需要2條指令ADD和CMP，而第2種方式只需一條指令SUBS。

④ ARM核不含除法硬件，除法通常用一個(gè)運行庫函數來(lái)實(shí)現，運行需要很多個(gè)周期。一些除法操作在編譯時(shí)作為特例來(lái)處理，例如除以2的操作用左移代替余數的操作符“%”，通常使用模算法。如果這個(gè)值的模不是2的n次冪，則將花費大量的時(shí)間和代碼空間避免這種情況的發(fā)生。具體辦法是使用if（）作狀態(tài)檢查。

比如，count的范圍是0~59：
count = （count+1） % 60;
用下面語(yǔ)句代替：
if （++count >= 60）
count = 0;

⑤ 避免使用大的局部結構體或數組，可以考慮用malloc/free代替。

⑥ 避免使用遞歸。

結語(yǔ)

本文介紹了一種基于A(yíng)RM和CPLD的嵌入式視覺(jué)系統，可以實(shí)現顏色跟蹤。在硬件設計上，圖像采集和圖像處理分離，更利于系統功能的升級。而視覺(jué)處理算法更注重處理的效率和實(shí)時(shí)性，同時(shí)根據不同的需要有兩種模式可供選擇。最后給出了提高程序效率的一些建議和方法。與基于PC機的視覺(jué)系統相比，該系統功耗低、體積小，適合應用于移動(dòng)機器人等領(lǐng)域。