高帧频CMOS相机对光通信精跟踪系统影响分析

发布时间：2018-03-29 18:12

本文选题：光通信　切入点：光电跟踪　出处：《仪器仪表学报》2015年06期

【摘要】：分析了互补金属氧化物半导体(CMOS)相机作为机载光通信精跟踪系统的位置传感器的优势,采用基于CMOS相机与FPGA研制的精跟踪系统,可实现帧频8 800 Hz的图像采集、数据传输、实时图像处理、光斑质心计算以及伺服控制等功能,分析了CMOS相机的噪声、帧频以及光斑质心算法对精跟踪系统跟踪精度的影响,给出了对应的数值分析与实验结果。实验结果表明:CMOS相机噪声对光斑坐标x轴、y轴引起坐标的标准差分别为0.291 9像素,0.120 2像素;当相机帧频从2 200 Hz提高到8 800 Hz时跟踪标准差从1.8降低到0.5个像素;外场光斑质心算法偏差比理想高斯光斑计算结果大8.34-0.71像素。光斑中心算法对跟踪精度影响明显,设计更具针对性的自适应光斑中心算法可以大大改善精跟踪的效果。
[Abstract]:The advantage of complementary metal oxide semiconductor (CMOS) camera as the position sensor of airborne optical communication precision tracking system is analyzed. The precision tracking system based on CMOS camera and FPGA is used to realize image acquisition and data transmission at the frame rate of 8 800 Hz. Real time image processing, speckle centroid calculation and servo control are used to analyze the effect of noise, frame frequency and centroid algorithm of CMOS camera on the tracking accuracy of fine tracking system. The corresponding numerical analysis and experimental results are given. The experimental results show that the standard deviation of the coordinate caused by the noise of the 0: CMOS camera to the x-axis of the spot coordinates is 0.291 9 pixels or 0.120 2 pixels respectively. When the camera frame frequency is increased from 2 200 Hz to 8 800 Hz, the tracking standard deviation is reduced from 1.8 to 0.5 pixels, and the deviation of the centroid algorithm is 8.34-0.71 pixels larger than that of ideal Gao Si. The design of a more targeted adaptive spot center algorithm can greatly improve the effect of fine tracking.
【作者单位】：武汉大学电子信息学院;光电控制技术重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金(11204220) 航空科学基金(201351S5002)项目资助
【分类号】：TN929.1

【参考文献】

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【共引文献】

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