《自动化技术与应用》2015年第34卷第4期
行业应用与交流
ndustrialApplicationsandCommunications
于兆以太网在激光三维物体测量中的应用
孙凯明1.2，吴冈2
（1.黑龙江省科学院高技术研究院，黑龙江哈尔滨150090， 2.黑龙江省科学院自动化所，黑龙江哈尔滨150090，）
摘要：本文利用PHY芯片88E111和FPGA实现了千兆以太网，并将其成功应用于激光三维物体测量中，通过Vs2013编写了上位机
软件。文章的最后给出了利用千兆以太网传输测量人体三维数据的测试结果，表明其可靠性及实时性。
关键词：PHY芯片88E11I，FPGA，三维点云数据
中图分类号：TP873.6文献标识码：B文章编号：1003-7241(2015)04-0130-03
GigabitEthernetApplicationin3DLaserMeasurement
SUNKai-ming,WUGang
(1.The Institute of Advanced Technology of Heilongjiang Academy of sciences, Harbin 150090 China;
2.The Institute ofautomation of Heilongjiang Academyofsciences,Harbin 150090China)
Abstract:Inthis paper,GigabitEthernet isimplementedwithPHY chip88EllandFPGA,and itis successfullyapplied to3Dlaset
measurements.ThePC software isdesignedwithvs2o13andC++language.Finally,thepapergivestheadvantageof Gigabit Ethenet transmission measuring the body3D data of test results it showsd that the reliability and timeliness
Keywords:PHYchip88E111;FPGA:3D point cloud
引言
3D打印技术已经成为当今研究的热门技术之一，它带动了逆向工程的蓬勃发展。传统的三维物体表面测量系统均采用PC机和图像采集卡的方式实现！.2]，整个系统体积大，价格高，灵活性差，适应性差。近年来，针对传统的三维物体表面测量系统的不足，人们逐渐采用嵌人式技术和网络技术相结合的方式实现。
本文利用PHY芯片88E111和FPGA实现了千兆以太网3)，并将其成功应用于激光三维物体测量中，通过vs2013编写了上位机软件。该激光三维物体测量实现了采集数据的远程传输。由于采用FPGA为核心的嵌人式系统取代了计算机，使得本文设计的图像采集处理系统具有体积小，成本省、功耗低的特点，能够很好的解决目前三维物体表面测量系统体积大、成本高等在实际应用问题，具有显著的社会经济效益和广阔
收移日期：2015-01-14
130Techniques dfAutomaton&Aoplications
的应用前景。
系统设计
本文研究并实现基于FPGA的于兆以太网三维图像传输模块，实现数据的高速传输，缩短整个三维测量系统的测量时间。千兆以太网一端与CMOS图像传感器连接，实现数据采集及输入，另一端与计算机相连，将三维数据高速传输给计算机进行后续处理[4,5]，如图1所示。
图像传感器
FPGA
PHY芯片 88E11
图1千兆以太网结构图
计算机
在FPGA的内部的软件实现上，采用NIOSII软核作为基础。Nios ⅡI嵌人式处理器是ALTERA公司推出的采用哈佛结构、具有32位指令集的第二代片上可编程的软核处理器，其最大优势和特点是模块化的硬件结构，以及由此带来的灵活性和可裁减性。