《中国科学院研究生院（光电技术研究所）》2014年硕士论文

发布时间：2016-11-24 20:59

本文关键词：用于自适应光学系统的CameraLink接口相机设计研究，由笔耕文化传播整理发布。

《中国科学院研究生院（光电技术研究所）》 2014年

用于自适应光学系统的CameraLink接口相机设计研究

赵恩毅

【摘要】：自适应光学系统被广泛应用到天文和激光器光束净化等领域，探测器获取波前信息，是自适应光学系统中不可缺少的部分，目前探测器多采用CCD（Charge CoupledDevice）或CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）相机。自适应光学系统为了达到特定的控制带宽，对相机帧频和图像读出时间有特定的要求。目前，自适应光学系统主要采用成品相机，尽管成品相机操作方便，工作稳定，但其通用性设计和不对用户开放的硬件结构给自适应光学系统带来了多种限制，主要体现在实时性不高、灵活性和功能拓展性差等方面。针对成品相机给自适应光学系统带来的问题，课题选择采用成品图像传感器芯片，结合主流高速相机接口CameraLink接口进行相机设计研究，通过课题研究掌握用于自适应光学系统的相机设计关键技术。论文首先结合自适应光学系统，分析了用于自适应光学系统的相机设计关键技术，提出了相机整体结构方案。然后结合数字电子系统发展现状，开展了课题所需器件选型工作，完成图像传感器、逻辑器件、存储、接口等方面器件选型并完成了系统硬件电路设计，利用模块化设计思路，完成了FPGA相关逻辑设计，结合SignalTapII进行了模块功能验证，保证了系统各模块正常功能。最后从实时性、灵活性和功能拓展性方面对设计进行了验证。实时性方面，相机实现了Deca模式10bits像素下数据率达6Gbits/s，开窗后，在264x256分辨率下可达到5200FPS。灵活性方面，，相机实现了CameraLink接口Base到Deca格式输出，还能实现自定义数据格式；实现图像传感器灵活控制，如靶面开窗、曝光模式调整。功能拓展性方面，完成了用硬件处理方法实现图像裁剪，并分析了其它拓展应用。论文研究结果表明，本文设计方案能够让CameraLink接口的相机相比成品相机在实时性、灵活性和功能拓展性方面都有不同程度提高，有利于自适应光学系统的集成和整体效率提高。

【关键词】：
【学位授予单位】：中国科学院研究生院（光电技术研究所）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH74;TB852.1
【目录】：

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