基于FPGA的红外成像系统模拟器的设计与实现
发布时间：2021-08-29 12:14
随着第三代红外探测器技术的不断发展,红外成像系统的性能得到了极大的提升,但是,在实际的调试和测试过程中会对红外成像系统造成一定的磨损和消耗,因此红外成像系统模拟器的研发工作越来越受到行业内的重视。本文以红外成像系统的工作原理为研究基础,设计了一套基于Virtex-4 FPGA的小型化红外成像系统模拟器,采用并行和流水线计算方法实现了红外成像物理效应的实时仿真计算。首先,本文简要的介绍了红外成像系统的工作原理,并对红外成像系统成像过程中主要的物理效应进行了总结。在此基础上,构建了红外成像系统模拟器整体的仿真框架,重点介绍了模拟器系统硬件实现的模块化设计架构。其次,介绍了各功能模块的实现细节。系统输入与输出模块的主要功能是实现模拟器硬件平台和主控计算机之间的数据通信,接收DVI接口输入的图像数据并完成截断操作,以及最终模拟探测器时序输出仿真结果。系统存储控制模块的主要功能是利用Xilinx提供的MIG核来控制DDR2存储器实现图像数据的高速缓冲。红外成像物理效应实时仿真计算模块的主要功能是利用并行和流水线计算方法实现各种红外成像物理效应的实时仿真计算,主要包括光学头罩加热特性、光学系统空间...
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
红外探测器模拟器系统结构图
[22]。此红外探测器模拟器的整体结构如图 1.2 所示。图1.2 红外探测器模拟器的整体结构图2016 年，中国电科第四十一研究所刘磊、韩顺利等人推出了一款高性能的红外探测器模拟器，此红外探测器模拟器不仅能够模拟任意阵列规模的红外焦平面探测器，最高可达 2048×2048 像元，而且能为数据采集系统提供其所需的模拟信号，包括帧、行、像元及相关双采样同步触发信号等等，由于此红外探测器模拟器在设计时进行了定量化的验证，所以具有很高的精度和准确性[23]。图 1.3 和图 1.4 分别展示的是此红外探测器模拟器的工作原理图和实物图。图1.3 红外探测器模拟器的工作原理图
红外探测器模拟器的工作原理图
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种高性能红外探测器模拟器的研制[J]. 刘磊,韩顺利,李丰田,仵欣. 红外. 2016(03)
[2]焦平面红外探测器研究进展[J]. 李维,武腾飞,王宇. 计测技术. 2016(01)
[3]论第三代红外探测器的需求及选择[J]. 高丹,张乔乔. 科技创新与应用. 2016(01)
[4]非制冷红外焦平面探测器及其技术发展动态[J]. 冯涛,金伟其,司俊杰. 红外技术. 2015(03)
[5]红外探测器模拟器中多通道数模转换输出不一致性校正[J]. 张冬阳,张建奇,何国经,袁卫. 强激光与粒子束. 2014(05)
[6]一种基于FPGA的红外探测器模拟器的设计[J]. 董常军,王朝林. 激光与红外. 2014(02)
[7]红外探测器材料与器件的发展[J]. 史衍丽. 科学. 2013 (06)
[8]第三代红外探测器的发展与选择[J]. 史衍丽. 红外技术. 2013(01)
[9]红外探测器的最新进展[J]. 陈长水,刘荣挺,刘颂豪. 大气与环境光学学报. 2013(01)
[10]DDR2 SDRAM控制器的设计及FPGA验证[J]. 刘冠男,欧明双,宋何娟. 中国集成电路. 2010(04)
博士论文
[1]红外成像系统模拟器研制及其在系统性能评估中的应用[D]. 张冬阳.西安电子科技大学 2016
[2]红外成像传感器仿真建模及模型仿真度评价[D]. 张福娣.西安电子科技大学 2015
[3]远红外实时成像样机系统关键技术研究[D]. 杨鹤猛.天津大学 2012
[4]红外成像系统性能评估方法研究[D]. 何国经.西安电子科技大学 2008
[5]红外焦平面成像系统建模及TOD性能表征方法研究[D]. 王晓蕊.西安电子科技大学 2005
硕士论文
[1]地面典型目标红外探测技术研究[D]. 陆定斌.南京理工大学 2016
[2]基于FPGA的视频图像角点检测方法研究[D]. 方明.华中科技大学 2015
[3]基于FPGA的DDR2 SDRAM控制器的设计与实现[D]. 余坦秀.西安电子科技大学 2014
[4]多频实时跳频雷达信号发生器的设计与实现[D]. 王帅.哈尔滨工业大学 2013
[5]凝视型红外成像系统虚拟样机工程化技术研究[D]. 王逸群.西安电子科技大学 2013
[6]CMOS高清网络摄像机的设计与实现[D]. 唐承军.上海交通大学 2012
[7]非制冷红外图像预处理系统的研究与实现[D]. 金炎胜.哈尔滨工业大学 2011
[8]凝视型高速红外成像系统仿真[D]. 曾凡旋.西安电子科技大学 2011
[9]红外成像探测器模拟器硬件平台设计[D]. 郭文其.西安电子科技大学 2011
[10]基于红外测温的炉内温度场重构方法初步研究[D]. 李勇.华北电力大学（北京） 2010
本文编号：3370638
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
红外探测器模拟器系统结构图
[22]。此红外探测器模拟器的整体结构如图 1.2 所示。图1.2 红外探测器模拟器的整体结构图2016 年，中国电科第四十一研究所刘磊、韩顺利等人推出了一款高性能的红外探测器模拟器，此红外探测器模拟器不仅能够模拟任意阵列规模的红外焦平面探测器，最高可达 2048×2048 像元，而且能为数据采集系统提供其所需的模拟信号，包括帧、行、像元及相关双采样同步触发信号等等，由于此红外探测器模拟器在设计时进行了定量化的验证，所以具有很高的精度和准确性[23]。图 1.3 和图 1.4 分别展示的是此红外探测器模拟器的工作原理图和实物图。图1.3 红外探测器模拟器的工作原理图
红外探测器模拟器的工作原理图
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种高性能红外探测器模拟器的研制[J]. 刘磊,韩顺利,李丰田,仵欣. 红外. 2016(03)
[2]焦平面红外探测器研究进展[J]. 李维,武腾飞,王宇. 计测技术. 2016(01)
[3]论第三代红外探测器的需求及选择[J]. 高丹,张乔乔. 科技创新与应用. 2016(01)
[4]非制冷红外焦平面探测器及其技术发展动态[J]. 冯涛,金伟其,司俊杰. 红外技术. 2015(03)
[5]红外探测器模拟器中多通道数模转换输出不一致性校正[J]. 张冬阳,张建奇,何国经,袁卫. 强激光与粒子束. 2014(05)
[6]一种基于FPGA的红外探测器模拟器的设计[J]. 董常军,王朝林. 激光与红外. 2014(02)
[7]红外探测器材料与器件的发展[J]. 史衍丽. 科学. 2013 (06)
[8]第三代红外探测器的发展与选择[J]. 史衍丽. 红外技术. 2013(01)
[9]红外探测器的最新进展[J]. 陈长水,刘荣挺,刘颂豪. 大气与环境光学学报. 2013(01)
[10]DDR2 SDRAM控制器的设计及FPGA验证[J]. 刘冠男,欧明双,宋何娟. 中国集成电路. 2010(04)
博士论文
[1]红外成像系统模拟器研制及其在系统性能评估中的应用[D]. 张冬阳.西安电子科技大学 2016
[2]红外成像传感器仿真建模及模型仿真度评价[D]. 张福娣.西安电子科技大学 2015
[3]远红外实时成像样机系统关键技术研究[D]. 杨鹤猛.天津大学 2012
[4]红外成像系统性能评估方法研究[D]. 何国经.西安电子科技大学 2008
[5]红外焦平面成像系统建模及TOD性能表征方法研究[D]. 王晓蕊.西安电子科技大学 2005
硕士论文
[1]地面典型目标红外探测技术研究[D]. 陆定斌.南京理工大学 2016
[2]基于FPGA的视频图像角点检测方法研究[D]. 方明.华中科技大学 2015
[3]基于FPGA的DDR2 SDRAM控制器的设计与实现[D]. 余坦秀.西安电子科技大学 2014
[4]多频实时跳频雷达信号发生器的设计与实现[D]. 王帅.哈尔滨工业大学 2013
[5]凝视型红外成像系统虚拟样机工程化技术研究[D]. 王逸群.西安电子科技大学 2013
[6]CMOS高清网络摄像机的设计与实现[D]. 唐承军.上海交通大学 2012
[7]非制冷红外图像预处理系统的研究与实现[D]. 金炎胜.哈尔滨工业大学 2011
[8]凝视型高速红外成像系统仿真[D]. 曾凡旋.西安电子科技大学 2011
[9]红外成像探测器模拟器硬件平台设计[D]. 郭文其.西安电子科技大学 2011
[10]基于红外测温的炉内温度场重构方法初步研究[D]. 李勇.华北电力大学（北京） 2010
本文编号：3370638
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