本文關(guān)鍵詞：基于FPGA的線陣CCD成像處理系統(tǒng)研究　出處：《中國(guó)科學(xué)院研究生院(西安光學(xué)精密機(jī)械研究所)》2015年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

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【摘要】：線陣電荷耦合器件(CCD)在航天遙感、地理測(cè)繪、工業(yè)檢測(cè)等諸多領(lǐng)域都發(fā)揮著非常重要的作用。近年來(lái),隨著技術(shù)的進(jìn)步和用戶需求的提升,航空遙感對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)迫切需要能夠提供高分辨率的遙感數(shù)據(jù)。本課題直接來(lái)源于高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)重大專(zhuān)項(xiàng)(民用部分)——大視場(chǎng)三線陣立體航測(cè)相機(jī)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目,研究了線陣CCD成像系統(tǒng)中的若干關(guān)鍵技術(shù)。本文首先介紹了線陣CCD成像的基本原理和技術(shù)特點(diǎn),而后針對(duì)E2V公司的線陣CCD探測(cè)器TH31544設(shè)計(jì)了基于FPGA的嵌入式成像系統(tǒng)。在該成像系統(tǒng)的電子學(xué)設(shè)計(jì)中,主要實(shí)現(xiàn)了偏壓驅(qū)動(dòng)模塊、A/D變換模塊、Cameralink輸出模塊、系統(tǒng)電源模塊以及FPGA主控模塊。在該系統(tǒng)的嵌入式軟件設(shè)計(jì)中,根據(jù)該CCD輸出電荷包的特點(diǎn),在FPGA中實(shí)現(xiàn)了線陣CCD驅(qū)動(dòng)時(shí)序、多路A/D并行采樣邏輯、圖像數(shù)據(jù)整理、數(shù)據(jù)發(fā)送以及通信控制等功能。本系統(tǒng)主要采用了Xilinx公司的XC5VFX200T作為核心,使用Verilog語(yǔ)言對(duì)各功能模塊進(jìn)行了硬件描述,采用ISE軟件對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行了仿真和實(shí)驗(yàn)調(diào)試。在FPGA的程序開(kāi)發(fā)中采用了SOPC(System on a Programmable Chip,可編程片上系統(tǒng))技術(shù),設(shè)計(jì)了基于MicroBlaze的串口通信系統(tǒng),用以實(shí)現(xiàn)線陣探測(cè)器曝光時(shí)間的實(shí)時(shí)調(diào)整和其它控制命令的交互。對(duì)成像系統(tǒng)進(jìn)行的測(cè)試分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本論文設(shè)計(jì)的線陣CCD成像處理系統(tǒng)可以正常穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)所有預(yù)期功能,實(shí)現(xiàn)了高信噪比、高可靠性的圖像獲取,為立體航測(cè)相機(jī)項(xiàng)目提供了必要的技術(shù)基礎(chǔ)。
[Abstract]:Linear charge coupled device (CCD) in the geographical space remote sensing, mapping, industrial detection and other fields have played a very important role. In recent years, with the progress of technology and the needs of users upgrading, aerial remote sensing of earth observation system is in urgent need to be able to provide high spatial resolution remote sensing data. Directly from the subject of high resolution earth observation system of major projects (civil part) -- a large field of three line array stereoscopic aerial camera key technology research projects, research some key technologies of linear array CCD imaging system. This paper introduces the basic principle and technical characteristics of line array CCD, then at E2V, CCD array TH31544 detector design embedded imaging system based on FPGA. In the design of the electronic imaging system, mainly to achieve the bias drive module, A/D conversion module, Cameralink output module, power supply module system Block and FPGA main control module in the embedded software design of the system, according to the CCD output charge packet characteristics, implemented in FPGA linear CCD driver, multi A/D parallel sampling logic, image data processing, data transmission and communication control. This system mainly uses Xilinx's XC5VFX200T as the core, the use of Verilog language for hardware description of each function module, the design is simulated and experimental testing by ISE software. In the process of developing FPGA by SOPC (System on a Programmable Chip, programmable system on chip) technology, the design of serial communication system based on MicroBlaze, with interactive real-time adjustment and other control commands to achieve linear array detector exposure time. Test analysis and experimental results show that the imaging system, it can array CCD imaging system is designed in this paper line All expected functions are realized steadily, high signal to noise ratio and high reliability image acquisition have been realized, which provides the necessary technical basis for the stereo aerial camera project.

【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院(西安光學(xué)精密機(jī)械研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TN386.5;TN791

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