光电图像实时采集系统设计

发布时间：2022-12-11 15:21

　　在飞机、导弹等空中目标的飞行试验中,需要实时采集空中飞行目标的图像信息,通过后期数据分析评估飞行试验任务的完成情况。受限于目前图像采集系统普遍存在体积庞大、硬件成本高、不支持远程操作等缺点,本文设计并实现一款针对空中飞行目标的小型化光电图像实时采集系统。该系统主要完成空中目标飞行试验高帧频图像数据的采集存储以及图像数据的事后处理工作进行目标脱靶量测量,同时具有成本低、扩展性强、可远程操作等优点。本文主要的工作内容如下:（1）结合应用课题的技术指标和功能要求,综合考虑性能、可扩展性以及系统功耗,提出系统的总体设计方案。依据总体设计方案,将系统进行模块划分,设计基于FPGA的图像采集单元和主控单元,基于ARM的数据压缩与发送单元,以及远程控制单元与图像信息处理单元。模块化设计可以充分利用系统的硬件资源,减小系统的二次开发成本,提高系统的扩展性。（2）依据总体方案,介绍系统的整体工作流程,阐述各子单元模块的功能需求,设计并实现模块之间的数据交互接口,形成系统的数据传输网络,其中采用无线传输实现系统的远程操作功能。（3）依据各子单元模块的功能分配,完成图像采集单元与主控单元的硬件电路设计,同时... 

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文主要工作
    1.4 本文结构安排
第二章 光电图像实时采集系统设计方案
    2.1 系统功能要求与设计指标
        2.1.1 系统设计指标
        2.1.2 系统功能要求
    2.2 系统总体设计方案
        2.2.1 系统功能分析
        2.2.2 系统架构设计
        2.2.3 上位机软件功能设计
        2.2.4 系统工作流程
    2.3 系统模块设计方案
        2.3.1 图像采集单元设计方案
        2.3.2 主控单元设计方案
        2.3.3 数据压缩与发送单元设计方案
        2.3.4 无线传输模块设计方案
    2.4 本章小结
第三章 光电图像实时采集系统硬件设计
    3.1 图像采集单元电路设计
        3.1.1 图像传感器电路设计
        3.1.2 信号接口转换电路设计
        3.1.3 JTAG固化电路设计
        3.1.4 电路板设计
    3.2 主控单元电路设计
        3.2.1 eMMC存储模块电路设计
        3.2.2 DDR3 SDRAM缓存电路设计
        3.2.3 千兆以太网接口电路设计
        3.2.4 BT1120 接口设计
        3.2.5 电路板设计
    3.3 数据压缩与发送单元电路
    3.4 本章小结
第四章 光电图像实时采集系统功能实现
    4.1 图像采集单元逻辑设计
        4.1.1 图像数据格式转换逻辑设计
        4.1.2 图像传感器配置逻辑
        4.1.3 相机自动曝光控制逻辑
    4.2 主控单元逻辑设计
        4.2.1 主控单元控制信息传输
        4.2.2 图像视窗控制逻辑
        4.2.3 GPS授时模块数据接收控制逻辑
        4.2.4 DDR3数据缓存控制逻辑
        4.2.5 eMMC数据存储控制逻辑
        4.2.6 PHY芯片数据传输控制逻辑
        4.2.7 BT1120数据转发控制逻辑
    4.3 数据压缩与发送单元功能实现
    4.4 算法设计
    4.5 上位机软件设计
        4.5.1 实时显示控制
        4.5.2 数据下载与处理
    4.6 本章小结
第五章 系统功能测试及分析
    5.1 系统功能测试
        5.1.1 图像采集单元测试
        5.1.2 系统整机测试
    5.2 系统测试分析
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于CMOS传感器的高性能图像采集系统设计[J]. 任勇峰,王国忠,储成群,焦新泉.  仪表技术与传感器. 2019(01)
[2]大型视频多帧图像信息处理系统设计[J]. 温洪波.  现代电子技术. 2018(20)
[3]FPGA的视频流图像采集和预处理系统设计[J]. 曲金秋,曹云峰,许蕾,丁萌,张洲宇,王鹏.  单片机与嵌入式系统应用. 2018(10)
[4]基于智能视觉的微型高精度图像采集系统设计[J]. 马玉芳.  现代电子技术. 2018(19)
[5]基于FPGA的PCI总线红外图像采集系统设计[J]. 夏润秋,刘洋.  液晶与显示. 2018(09)
[6]基于光电检测系统的图像信号采集[J]. 张宣妮.  激光杂志. 2018(08)
[7]图像式光电编码器数据采集系统[J]. 周钧,张世学,凌剑勇,吴庆林.  物理实验. 2018(08)
[8]基于FPGA的千兆以太网接口应用研究与实现[J]. 吴长瑞,徐建清,蒋景红.  现代电子技术. 2018(09)
[9]CMOS相机采集的激光测距图像处理方法研究[J]. 赵雪,张训方,汤儒峰,张海涛,李祝莲.  天文研究与技术. 2018(04)
[10]小型光电跟踪测量系统在试飞中的应用研究[J]. 黄莎莎,乔嘉.  通讯世界. 2018(02)

博士论文
[1]光电经纬仪虚拟现实仿真平台设计及关键技术研究[D]. 熊帅.中国科学院研究生院（光电技术研究所） 2013

硕士论文
[1]改进的KCF目标跟踪算法研究[D]. 刘思思.华中科技大学 2017
[2]基于FPGA的机器视觉图像采集系统的设计[D]. 刘飞.大连理工大学 2017
[3]图像实时采集处理系统的研究与设计[D]. 吉志宏.北京邮电大学 2008



本文编号：3719022