基于FPGA的自适应光学波前处理算法
本文选题:自适应光学 切入点:波前传感器 出处:《光学精密工程》2017年10期 论文类型:期刊论文
【摘要】:针对自适应光学系统对波前处理计算量和实时性要求的提高,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的自适应光学系统波前处理算法。该算法利用核心处理模块重复利用的方式完成波前斜率计算,利用矩阵与向量相乘的可分解性完成波前复原计算。在像素时钟的同步下,完成整个波前处理,给出促动器所需的促动量。以一片Virtex-4LX80FPGA作为主核心处理芯片进行了实验验证,结果表明:该算法可降低50%的硬件资源,提高了系统波前处理能力;另外,算法可实现在当前帧结束前完成整个波前处理运算,提高了系统的波前处理速度和整个自适应光学系统的控制带宽。在室内的Shack-Hartmann波前传感器的的自适应光学系统上进行了激光光源的校正实验,结果显示光源能力集中度有了明显的提高。
[Abstract]:In order to improve the computation and real time requirement of the adaptive optical system, An adaptive optical system wavefront processing algorithm based on FPGA (Field Programmable Gate Array) is proposed. In this paper, the decomposability of matrix and vector multiplication is used to complete the wave front recovery calculation. Under the synchronization of pixel clock, the whole wavefront processing is completed, and the actuation quantity required by the actuator is given. The experiment is carried out with a Virtex-4LX80FPGA chip as the main core processing chip. The results show that the algorithm can reduce the hardware resource by 50% and improve the system wavefront processing ability, in addition, the algorithm can complete the whole wavefront processing operation before the end of the current frame. The wavefront processing speed of the system and the control bandwidth of the whole adaptive optical system are improved. The correction experiment of laser light source is carried out on the adaptive optical system of the Shack-Hartmann wavefront sensor in the room. The results show that the concentration of light source ability is obviously improved.
【作者单位】: 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;
【基金】:国家863高技术研究发展计划资助项目(No.2009AA8080603)
【分类号】:O43;TN791
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