FPGA芯片采用Xilinx公司近期推出的采用90nm工艺的Spartan3系列的XC3S400，该系列芯片是目前为止工艺最先进、价格较低、单位成本内I/O管脚最多的平台级可编程逻辑器件。XC3S400芯片内部时钟频率可达326MHz，信号摆幅1.14V和3.45V，I/O口支持622Mbps的数据传输率，具有高性能SelectRAM内部存储器，多达4个数字时钟管理器模块和8个全局时钟多路复用缓冲器。
DSP采用ADI公司的最新款基于并行处理设计、具有海量片内RAM的TigerSHARC ADSP TS201。其内部集成的RAM容量高达24Mbit，核心速度最高达600MHz。内设双运算模块，每个包含一个ALU、MUL、64bit移位寄存器、32个32bit寄存器组和一个128bit通信逻辑单元，相关的数据对齐缓冲器；双整数ALU，各有独立的寄存器组，提供数据寻址和指针操作；4个128bit宽度内部总线，每个都连接到6个4Mbit的内部存储器块；提供与主机处理器、多处理器空间、片外存储器映射外设、外部SRAM和SDRAM相连的外部端口；14通道DMA控制器；4个全双工低电压差分信号输入的Link Port；具有片内仲裁总线，用于多DSP无缝的连接。
数字化器采用了Philips公司的增强视频输入处理器(EVIP)——SAA7111A模数转换器。该产品广泛应用于个人视频、多媒体、数字电视、可视电话、图像处理、实时监控等领域，纯3.3V CMOS工艺的模拟视频前端和数字视频编码器，能够将PAL/TSC/ECAM视频信号解码为与CCIR-601相兼容的多种数字视频格式，支持TV或VTR信号源的CVBS或S-Video视频信号，最高图像分辨率可达720×576，支持24位真彩色，可以通过串行总线动态配置SAA7111A模数转换器的工作方式和各种参数。
2 模块设计
2.1 视频采集与数字化模块
由于模拟摄像机采集的是PAL制的复合视频信号(CVBS)，所以必须先将其数字化才能开始后继数字视频处理。视频采集与数字化模块主要包括一片视频多路复用器MAX440、一片SAA7111A、一片I2C接口控制器PCF8584和一些连接逻辑。MAX440用来快速切换来自不同模拟输入端的模拟视频流，SAA7111A模数转换器是该模块的核心，它采集模拟视频，将其数字化为720×576的RGB(8，8，8)真彩色信号格式的数字视频，其输出的RGB真彩色信号为16位，其中高字节和低字节数据周期分别为74ns和37ns，即低字节的频率是高字节的1倍。这样就要利用触发器和两个分别为13.5MHz和27MHz的时钟信号，将输入数据格式转换为24位、周期均为74ns的RGB真彩色信号，此外，它还为整个硬件系统提供必要的时钟和同步信号；PCI接口控制器通过PCF8584来配置和控制SAA7111A，连接逻辑由FPGA实现。
2.2 FPGA图像预处理模块
预处理从巨大的视频信息中提取极少量的对三维重建有用的信息传送至DSP后处理。该模块包括主处理FPGA芯片和高速FIFO，负责实时采集视频信号并对采集到的无压缩的视频信息进行预处理，包括提取激光中心线、提取轮廓线、提取中心颜色线三个部分。