车载多路视频记录与回放系统设计
发布时间：2021-03-24 15:12
伴随信息技术的进步与电子设备的高速发展,越来越多的武器装备系统开始使用数字视频和图像技术。相应地,车载记录仪的发展趋势向多元化和智能化逐渐靠拢。通过记录仪采集、存储试验中的武器系统工作状态参数,对于分析、改进设计并有效规避研制风险、减少研发经费、缩减开发周期都具有一定的工程现实意义。本文基于某型号车载记录仪的设计需求,开发出了一款符合使用需求的车载记录仪。该车载记录仪能够同时记录2路VGA视频、1路PAL视频、RS-422数据和CAN总线数据,并且可以通过记录仪将记录视频进行回放。在此基础上,针对高清数字视频的原始数据量大且需要多路同时编码与回放的问题进行了分析与讨论。首先,系统选用TMS320DM8168和FPGA架构作为硬件平台,并以此为基础进行软件系统的研发。在视频处理芯片TMS320DM8168的ARM上部署嵌入式Linux系统进行系统资源管理,并使用H.264标准视频压缩算法对原始视频数据进行压缩。将压缩过的视频文件封装为MP4文件并存储在SATA硬盘中。然后,软件采用Linux-Qt环境开发。通过功能划分,用Qt编写多个图形用户界面,并实现记录视频的选取与回放功能。本地播放...
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
龙芯3B芯片
中北大学学位论文6图1-2VS1500机载任务视频记录仪Fig.1-2VS1500airbornetaskvideorecorder综上所述，记录仪从20世纪50年代至今有着巨大的变化。从纸张记录到现在的无纸记录；从模拟信号处理到现在的数字信号处理；从单一信号记录到现在的多通道多类型记录；从手动记录到现在的全自动记录。当然，随着记录仪技术的不断提高，用户对其的要求也在不断地升高。从以上的资料显示出记录仪还有可以改进的地方，比如可以提高同步记录多路视频的画面质量，从标清视频变为高清视频。还可以增加记录仪的实时回放功能，节省视频数据导出的时间。1.3论文结构与内容本文针对Qt框架的图形用户界面开发与H.264的视频编码标准进行研究。根据系统指标与任务要求，设计了基于SoC和FPGA架构的车载记录系统，用于记录两路导弹视频和一路周视观瞄仪的视频。记录完成后可以通过本地播放视频进行分析。本设计针对实习单位的项目进行研究。本文的主要内容和安排如下所示：第一章主要分析系统的研究背景和意义，概述军用嵌入式设备和车辆记录仪的发展现状以及发展趋势，最后介绍了本课题的章节安排和主要研究内容。第二章对系统的硬件和软件的整体方案进行介绍。对硬件平台的性能进行分析，根
中北大学学位论文13图2-3硬件实物图Fig.2-3Hardwarephysicalmap2.3.2芯片硬件架构TMS320DM8168是记录装置的主要芯片，它的系统结构图如下图2-4所示。由图可知，DM8168的硬件结构主要包含8个部分：ARM子系统、3D图像引擎、DSP子系统、高清视频图像协处理器、媒体控制器、高清视频处理子系统、系统控制和外设。本小节主要介绍DM8168上的四个核：ARMCortex-A8核、DSP核和2个Cortex-M3核。（1）ARM子系统在TMS320DM8168处理器中，ARM子系统拥有重中之重的地位，因为它是整个处理器的主控设备，使处理器可以有条不紊的执行任务。ARM子系统的硬件为ARMCotex-A8，并在Cotex-A8上搭载嵌入式Linux系统。该系统对处理器内的各个子系统进行管理，实现对子系统的配置、启动和任务分配等功能。ARMCortex-A8是一款基于ARMv7架构的处理器。它是哈佛结构且具有完整的高性能子系统，如，用于多媒体的NEON64位和128位混合SIMD引擎、增强型内存管理单元（MMU）、单独的L1d-cache和i-cache、集成的二级缓存、嵌入式跟踪模块（ETM）。从性能、集成度和功耗等方面的表现来看，Cortex-A8完全具备搭载嵌入式系统的要求。ARM子系统的内部结构如图2-5所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于H.264技术的屏幕数据压缩方案[J]. 徐洋,彭冲. 电子世界. 2019(09)
[2]基于H.264标准的实时视频压缩系统设计[J]. 张宛怡,张尧,周启炜. 数字通信世界. 2019(05)
[3]基于H.264标准的弹载红外图像压缩系统[J]. 张聪颖,孙江辉. 红外技术. 2018(11)
[4]嵌入式Linux操作系统的研究[J]. 张继伟. 科学技术创新. 2018(13)
[5]国产龙芯计算平台发展及软件生态环境建设[J]. 杨琴,王亮亮,张佳伟. 信息技术与标准化. 2017(07)
[6]基于DM8168的小型机载视频记录仪设计[J]. 石园丁,徐鑫涛,吴寅华,朱威. 计算机测量与控制. 2017(02)
[7]基于Linux的Qt串口服务器设计[J]. 赵仁涛,田晓晓,曹慧芳. 山西电子技术. 2016(04)
[8]嵌入式Linux根文件系统的构建与分析[J]. 史巧硕,范东月,柴欣,曹鹏飞,耿跃华. 计算机测量与控制. 2015(02)
[9]基于TMS320DM8168的视频编码系统研究与实现[J]. 王行行. 红外与激光工程. 2014(S1)
[10]Qt中基于线程串口采集方式的实现[J]. 胡军锋,宋文杰,尤泽萌. 科技视界. 2014(28)
硕士论文
[1]基于H.264编码算法的嵌入式视频监控系统研究与设计[D]. 王塬鹏.湖北工业大学 2019
[2]基于以太网的特殊车辆数据记录仪设计[D]. 侯泽雄.中北大学 2014
[3]基于CAN总线车载平台数据记录技术的研究[D]. 黄媛媛.哈尔滨工业大学 2014
[4]基于DM8168多路视频监控系统研制[D]. 郑亮.杭州电子科技大学 2014
[5]基于DM8168的列车多媒体播放平台的设计与实现[D]. 施朝辉.大连理工大学 2013
[6]多类型数据车载记录仪研究[D]. 王晓飞.南京理工大学 2013
[7]CAN总线数据记录仪的研究与设计[D]. 于成毅.中北大学 2011
[8]基于嵌入式系统的数字记录仪的研制[D]. 石晓涵.武汉理工大学 2007
本文编号：3097943
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
龙芯3B芯片
中北大学学位论文6图1-2VS1500机载任务视频记录仪Fig.1-2VS1500airbornetaskvideorecorder综上所述，记录仪从20世纪50年代至今有着巨大的变化。从纸张记录到现在的无纸记录；从模拟信号处理到现在的数字信号处理；从单一信号记录到现在的多通道多类型记录；从手动记录到现在的全自动记录。当然，随着记录仪技术的不断提高，用户对其的要求也在不断地升高。从以上的资料显示出记录仪还有可以改进的地方，比如可以提高同步记录多路视频的画面质量，从标清视频变为高清视频。还可以增加记录仪的实时回放功能，节省视频数据导出的时间。1.3论文结构与内容本文针对Qt框架的图形用户界面开发与H.264的视频编码标准进行研究。根据系统指标与任务要求，设计了基于SoC和FPGA架构的车载记录系统，用于记录两路导弹视频和一路周视观瞄仪的视频。记录完成后可以通过本地播放视频进行分析。本设计针对实习单位的项目进行研究。本文的主要内容和安排如下所示：第一章主要分析系统的研究背景和意义，概述军用嵌入式设备和车辆记录仪的发展现状以及发展趋势，最后介绍了本课题的章节安排和主要研究内容。第二章对系统的硬件和软件的整体方案进行介绍。对硬件平台的性能进行分析，根
中北大学学位论文13图2-3硬件实物图Fig.2-3Hardwarephysicalmap2.3.2芯片硬件架构TMS320DM8168是记录装置的主要芯片，它的系统结构图如下图2-4所示。由图可知，DM8168的硬件结构主要包含8个部分：ARM子系统、3D图像引擎、DSP子系统、高清视频图像协处理器、媒体控制器、高清视频处理子系统、系统控制和外设。本小节主要介绍DM8168上的四个核：ARMCortex-A8核、DSP核和2个Cortex-M3核。（1）ARM子系统在TMS320DM8168处理器中，ARM子系统拥有重中之重的地位，因为它是整个处理器的主控设备，使处理器可以有条不紊的执行任务。ARM子系统的硬件为ARMCotex-A8，并在Cotex-A8上搭载嵌入式Linux系统。该系统对处理器内的各个子系统进行管理，实现对子系统的配置、启动和任务分配等功能。ARMCortex-A8是一款基于ARMv7架构的处理器。它是哈佛结构且具有完整的高性能子系统，如，用于多媒体的NEON64位和128位混合SIMD引擎、增强型内存管理单元（MMU）、单独的L1d-cache和i-cache、集成的二级缓存、嵌入式跟踪模块（ETM）。从性能、集成度和功耗等方面的表现来看，Cortex-A8完全具备搭载嵌入式系统的要求。ARM子系统的内部结构如图2-5所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于H.264技术的屏幕数据压缩方案[J]. 徐洋,彭冲. 电子世界. 2019(09)
[2]基于H.264标准的实时视频压缩系统设计[J]. 张宛怡,张尧,周启炜. 数字通信世界. 2019(05)
[3]基于H.264标准的弹载红外图像压缩系统[J]. 张聪颖,孙江辉. 红外技术. 2018(11)
[4]嵌入式Linux操作系统的研究[J]. 张继伟. 科学技术创新. 2018(13)
[5]国产龙芯计算平台发展及软件生态环境建设[J]. 杨琴,王亮亮,张佳伟. 信息技术与标准化. 2017(07)
[6]基于DM8168的小型机载视频记录仪设计[J]. 石园丁,徐鑫涛,吴寅华,朱威. 计算机测量与控制. 2017(02)
[7]基于Linux的Qt串口服务器设计[J]. 赵仁涛,田晓晓,曹慧芳. 山西电子技术. 2016(04)
[8]嵌入式Linux根文件系统的构建与分析[J]. 史巧硕,范东月,柴欣,曹鹏飞,耿跃华. 计算机测量与控制. 2015(02)
[9]基于TMS320DM8168的视频编码系统研究与实现[J]. 王行行. 红外与激光工程. 2014(S1)
[10]Qt中基于线程串口采集方式的实现[J]. 胡军锋,宋文杰,尤泽萌. 科技视界. 2014(28)
硕士论文
[1]基于H.264编码算法的嵌入式视频监控系统研究与设计[D]. 王塬鹏.湖北工业大学 2019
[2]基于以太网的特殊车辆数据记录仪设计[D]. 侯泽雄.中北大学 2014
[3]基于CAN总线车载平台数据记录技术的研究[D]. 黄媛媛.哈尔滨工业大学 2014
[4]基于DM8168多路视频监控系统研制[D]. 郑亮.杭州电子科技大学 2014
[5]基于DM8168的列车多媒体播放平台的设计与实现[D]. 施朝辉.大连理工大学 2013
[6]多类型数据车载记录仪研究[D]. 王晓飞.南京理工大学 2013
[7]CAN总线数据记录仪的研究与设计[D]. 于成毅.中北大学 2011
[8]基于嵌入式系统的数字记录仪的研制[D]. 石晓涵.武汉理工大学 2007
本文编号：3097943
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