探索基于 FPGA 的视觉跟踪系统及其在物体跟踪中的应用
摘要：
本文主要探讨了基于 FPGA 的视觉跟踪系统，特别关注如何利用舵机云台有效跟踪单色物体，例如乒
乓球。通过介绍基于 Basys3 板卡的 Vivado 工程实现方式，本文将硬件与软件相结合，从软件设计
的角度深入剖析了视觉跟踪系统的运作机制。本文不涉及硬件部分，专注于软件设计和算法实现。
一、引言
随着计算机视觉和 FPGA 技术的不断发展，视觉跟踪系统已经广泛应用于各种场景。基于 FPGA 的视
觉跟踪系统以其高速、并行处理的能力，在物体跟踪方面表现出优异的性能。本文将重点讨论如何利
用舵机云台配合 FPGA 实现乒乓球等单色物体的有效跟踪。
二、基于 FPGA 的视觉跟踪系统概述
FPGA（现场可编程门阵列）是一种灵活的芯片，可以根据用户的需求进行编程配置。在视觉跟踪系统
中，FPGA 主要用于图像处理和数据并行处理。通过配置 FPGA，可以实现高速的图像捕获、分析和处
理，从而实现对目标物体的跟踪。
三、舵机云台在视觉跟踪系统中的应用
舵机云台是一种可以灵活调整方向的设备，广泛应用于各种跟踪系统。在基于 FPGA 的视觉跟踪系统
中，舵机云台主要用于调整摄像头方向，使摄像头始终对准目标物体。通过精确控制舵机的转向，可
以实现目标物体的稳定跟踪。
四、乒乓球等单色物体的视觉跟踪技术实现
针对乒乓球等单色物体的视觉跟踪，需要采用特定的图像处理技术。首先，通过颜色识别技术，将乒
乓球从背景中分离出来。然后，利用边缘检测、目标跟踪等算法，实现对乒乓球的精确跟踪。在软件
设计方面，需要充分利用 FPGA 的并行处理能力，实现高速图像处理。
五、基于 Basys3 板卡的 Vivado 工程实现
Basys3 板卡是一种基于 FPGA 的开发板，提供了丰富的硬件资源。在基于 Basys3 板卡的 Vivado
工程中，需要设计相应的硬件电路和 FPGA 配置程序。硬件电路主要包括图像采集、处理和控制电路
，而 FPGA 配置程序则需要实现图像处理算法和控制逻辑。通过优化 Vivado 工程的设计，可以实现
高效、稳定的视觉跟踪系统。
六、软件设计与算法实现
