高速无人飞行器红外图像采集系统研究

发布时间：2023-04-12 02:48

　　红外图像采集系统是导弹、无人机等高速无人飞行器导航制导、路径规划调整的关键设备,实现高速红外图像数据采集、存储、传输和回放等功能,对图像采集速率、存储容量和耐受性等性能要求很高。本文针对高速无人飞行器,研制一款采集效果良好、失帧率低、抗干扰性强、适用于恶劣工况的红外图像采集系统。主要研究内容如下:(1)在充分分析系统工况和技术指标要求的基础上,设计了红外图像采集系统的总体方案,制定了系统的工作流程和设计原则,并对系统的主要器部件进行选型。(2)在采集系统的总体框架下设计了以FPGA和Nand FLASH作为基础平台的红外图像采集系统的硬件电路,并详述了各功能块所选用的芯片与相关的电路设计。(3)针对采集系统的功能需求设计了系统的总体逻辑,以模块化的设计方法对各功能子块展开逻辑设计与实现,包括LVDS模块、数据缓存模块、Nand FLASH模块、USB模块、RS422通信模块。(4)利用C#和.NET Framework框架设计了红外图像采集系统的PC端上位机软件,采用灰度和伪彩增色两种方式显示红外图像;根据需要将红外图像数据转存到指定的存储设备。软件具备良好的可移植性与平台兼容性。在以...

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及目的
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 图像采集存储的研究现状
        1.2.2 红外探测器的发展现状
    1.3 课题研究内容及本文结构安排
第2章 红外图像采集系统总体方案设计
    2.1 系统总体设计
    2.2 系统指标分析
    2.3 系统工作流程
    2.4 系统设计原则
    2.5 主要组成器部件选型
        2.5.1 红外相机选型
        2.5.2 主控制器选型
        2.5.3 存储芯片选型
    2.6 本章小结
第3章 红外图像采集系统硬件电路设计
    3.1 系统硬件总体设计
    3.2 主控最小系统设计
        3.2.1 主控复位与晶振电路
        3.2.2 电源电路
        3.2.3 SPI FLASH配置电路
        3.2.4 JTAG电路
    3.3 备用电源切换模块设计
    3.4 Camera Link接口模块设计
    3.5 Nand FLASH存储模块设计
    3.6 RS422 通信模块设计
    3.7 USB2.0 模块设计
    3.8 本章小结
第4章 红外图像采集系统逻辑设计与实现
    4.1 系统总体逻辑分析
    4.2 系统逻辑程序开发流程
    4.3 红外图像存储设计
        4.3.1 红外相机输出数据分析
        4.3.2 LVDS模块逻辑设计
        4.3.3 数据无缝缓存
        4.3.4 流水线存储设计
    4.4 Nand FLASH存储模块逻辑设计
        4.4.1 Nand FLASH工作原理
        4.4.2 Nand FLASH指令集及主要操作时序
        4.4.3 Nand FLASH工作流程
        4.4.4 无效块检测逻辑设计
        4.4.5 擦除操作逻辑设计
        4.4.6 写操作逻辑设计
        4.4.7 读操作逻辑设计
    4.5 RS422 通信模块逻辑设计
    4.6 USB读模块逻辑设计
    4.7 系统整体仿真
    4.8 本章小结
第5章 红外图像采集系统上位机软件设计
    5.1 上位机总体工作流程
    5.2 上位机显示界面设计
    5.3 红外图像显示设计
    5.4 USB通信设计
    5.5 转存数据设计
    5.6 本章小结
第6章 红外图像采集系统原理样机验证
    6.1 综合实验台
    6.2 RS422 通信功能验证
    6.3 Nand FLASH存储模块板级验证
    6.4 USB读出功能测试与验证
    6.5 上位机测试与验证
    6.6 本章小结
第7章 总结与展望
    7.1 研究总结
    7.2 课题展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢



本文编号：3790272