激光线结构测量系统通过线激光器作为主动光源照射至待测物体,再通过CCD或CMOS相机对待测物体表面反射激光条纹进行采集记录,对采集得激光条纹图像进行处理以提取待测物体的空间几何分布,在工业测量与探测等场合有广泛应用。随着实际应用中对测量精度和效率要求的不断提高,在系统图像采集效率与图像处理性能的提升的同时减小系统尺寸与功耗成为了研究热点本课题中基于激光三角法搭建激光测量系统,通过CMOS相机实现高速激光条纹的采集,图像数据由FPGA采集卡传输至上位机进行显示与储存。为提高系统采集效率与精度,在FPGA图像采集卡中设计了预处理与条纹中心提取模块,通过FPGA并行硬件结构对图像数据进行底层处理,减轻后续计算机处理与储存数据量。与基于计算机CPU与PCI总线的激光条纹图像处理算法实现不同,基于FPGA的图像处理算法的运算步骤由芯片内各逻辑单元并行实现,算法编辑时不仅需要对运算过程进行并行化设计,还要需要对芯片资源进行合理配置。算法编译后经过FPGA逻辑单元布局布线,各逻辑单元受到芯片时钟与资源的约束,逻辑块功能无法及时根据采集图像的成像内容进行更改,对算法的抗噪性和鲁棒性有较高要求。课题中通过仿真激光条纹图像比较验证了激光条纹处理算法中预处理算法与中心提取算法在不同采集图像内容下的处理结果精度和稳定性。对算法输出性能比较后,通过搭建FPGA激光条纹图像的预处理算法和中心提取算法模块,验证了基于FPGA的高速激光条纹图像处理可行性。