机载成像与POS信号的一体化记录系统研究

发布时间：2020-12-14 06:16

　　本课题来源于某机载轻小型航空遥感项目需求,以低空作业的轻小型无人机为飞行平台,以完善相关低空对地观测、服务传统航空摄影、满足空间市场需求为目的,旨在实现复杂地形条件下位置姿态信息与高清遥感影像的集成,并对数字图像与POS串口信号完成一体化采集与存储,为其图像的后续融合处理提供支撑。一体化记录系统采用模块化和自顶向下的设计路线。针对轻小型无人机航拍的特点,综合考虑遥感指标要求与实际应用环境,系统以Spartan-6系列FPGA为主控制芯片,以COMS相机为遥感敏感单元,集成了3路POS串口采集。针对航拍过程中不同信息源的时间同步误差,系统采用一体化缓存处理实现了图像与POS数据的帧级别同步。为满足图像数据的高速准确的传输和存储,采用eMMC Flash作为系统存储单元,采用千兆以太网作为上下位机的传输协议。文中着重介绍了机载成像与POS信号一体化记录系统中各功能模块的硬件设计、控制逻辑、eMMC5.0协议以及数据校验等技术。最后对系统成像、数字信号采集传输等功能进行了测试,从而进一步优化设计。测试结果表明:一体化记录系统的设计基本达到指标要求,图像与POS信号的采集、传输以及存储功能较为... 

【文章来源】：中北大学山西省

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

SWDC-5数字航摄仪

中北大学学位论文14第3章硬件系统设计与连接根据一体化记录系统的设计方案，本章对CMOS成像模块、POS串口数据采集模块、存储电路、千兆以太网硬件模块以及电源管理模块进行设计。3.1CMOS成像设计OV5640支持数字视频接口（DVP）和MIPI接口，在本文中选用DVP输出方式通信，FPGA只需分配通用IO引脚即可实现控制。OV5640接口的信号线包含一组数据线D[9:0]和多个控制信号线，其中控制信号分别为：行同步HSYNC、帧同步VSYNC、参考时钟输入线MCLK、像素时钟输出线PCLK、SCCB接口连线和电源线等，OV5640与FPGA连接如图3-1所示。图3-1OV5640连接电路Fig3-1ConnectioncircuitofOV5640

中北大学学位论文16图3-2MAX3232连接电路Fig3-2ConnectioncircuitofMAX3232图3-3MAX3226连接电路Fig3-3ConnectioncircuitofMAX32263.3存储电路设计对于高速存储电路设计，其设计难度在于总线信号的完整性，因此本系统存储硬件设计主要参考eMMC规范定义的控制方法和接口以降低不稳定因素。3.3.1eMMC芯片结构与接口如图3-4所示，eMMC芯片内部主要由NANDFlash存储阵列和主机Host构成。其中对Flash存储阵列的命令集及接口标准不做规范要求，由各大eMMC厂商自己确定。控制单元封装了命令协议、擦写均衡、坏块管理、ECC校验、电源管理、时钟管理、数


本文编号：2915970