焊缝图像处理系统是焊缝自动跟踪技术中重要的组成部分,它直接影响了焊缝自动跟踪系统能否实现闭环控制及控制的效果,对焊接的质量起到了决定性的作用。因此为了提高焊缝图像处理系统的性能,国内外的专家学者提出许多的方法,其中绝大部分是对软件和算法的改进,在硬件上一般结构固定,是由体积庞大的工业计算机完成的。目前,嵌入式技术在硬件上已经发展到SOPC阶段,而基于NiosⅡ的SOPC系统具有体积小、性能强、功耗低、设计快速灵活等突出的特点。NiosⅡ软核是专门为SOPC技术设计的一种CPU,可配置的NiosⅡ软核允许设计者可以像软件一样通过编程来修改硬件功能,它给嵌入式设计提供了一种全新的思路。本文的目的是利用NiosⅡ软核的设计方法提高焊缝图像处理系统的性能和灵活性,并减小系统的体积。论文分为两个部分。第一部分介绍了NiosⅡ的体系结构,其中包括支持NiosⅡ的FPGA芯片,NiosⅡ的组件,然后介绍了基于NiosⅡ的设计方法。通过对设计流程的全面分析,最后确定了如何建立基于NiosⅡ的系统。第二部分,根据NiosⅡ的设计方法,设计焊缝图像处理系统,然后详细地介绍了利用NiosⅡ软核的自定义指令加速Log灰度变换和拉普拉斯算法的过程,论述了NiosⅡ软核从硬件处理平台的角度加快系统对焊缝图像处理的速度。最后介绍了利用EZ-USB芯片如何把处理后的图像数据传输到计算机上,完成NiosⅡ与计算机的数据通讯。