【摘要】：在復(fù)雜背景條件下對(duì)偽裝虛假目標(biāo)進(jìn)行成像探測(cè),已成為國(guó)內(nèi)外各大科研機(jī)構(gòu)的研究重點(diǎn)。一般傳統(tǒng)成像探測(cè)技術(shù)主要通過(guò)圖像傳感器來(lái)捕獲目標(biāo)光強(qiáng)信息進(jìn)行成像探測(cè),當(dāng)被探測(cè)目標(biāo)輻射光通過(guò)復(fù)雜背景環(huán)境時(shí),光強(qiáng)信息會(huì)不同程度的被衰減,以至傳統(tǒng)成像系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)的探測(cè)能力降低。而偏振成像探測(cè)技術(shù)不但能捕獲被探測(cè)目標(biāo)的光強(qiáng)信息,同時(shí)還能探測(cè)到目標(biāo)輻射光中保持性較好的偏振態(tài)信息,通過(guò)圖像處理技術(shù)將這些信息進(jìn)行解析,就能夠反演出復(fù)雜環(huán)境下不易發(fā)覺(jué)的目標(biāo),形成目標(biāo)凸顯的偏振圖像,提高成像探測(cè)能力。本文從光的偏振特性出發(fā),研究了偏振光的Stockes矢量數(shù)學(xué)描述方法,以及Stockes矢量的偏振成像原理,提出了基于FPGA的同時(shí)偏振成像系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案,完成了同時(shí)偏振成像的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì),以及FPGA的偏振圖像采集處理系統(tǒng)的硬件與軟件設(shè)計(jì),并利用該系統(tǒng)在不同背景條件下進(jìn)行了偏振成像探測(cè)實(shí)驗(yàn)。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)獲取的探測(cè)圖像分析表明:對(duì)比傳統(tǒng)成像探測(cè)系統(tǒng),FPGA同時(shí)偏振成像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、運(yùn)行速度快,在雨雪、霧霾、濃煙等復(fù)雜背景環(huán)境、能見(jiàn)度低的條件下,能夠有效提高目標(biāo)與背景的對(duì)比度,增強(qiáng)對(duì)目標(biāo)的成像探測(cè)能力。
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)春理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TP391.41;TN791
【圖文】：

供電的穩(wěn)定性，系統(tǒng)的一級(jí)供電電源采用了臺(tái)灣康舒科技的一款交流/直流電源轉(zhuǎn)換器，該電源轉(zhuǎn)換器的輸入電壓范圍為 100~250V 交流電，頻率范圍為 50~60Hz，輸出為 12V的直流電壓和 5A 的電流，能夠直接為 CCD 相機(jī)供電，并為 FPGA 的板級(jí)系統(tǒng)提供初級(jí)直流輸入電壓。FPGA 的板級(jí)系統(tǒng)供電主要為 FPGA 芯片、程序配置存儲(chǔ)器電路、千兆以太網(wǎng)接口電路、DDR3 SDRAM 接口電路，以及 USB2.0 接口電路供電。其中系統(tǒng)板級(jí)的一級(jí)供電模塊采用了凌力爾特 4 通道輸出微型降壓穩(wěn)壓器 LTM4644，主要為系統(tǒng) FPGA 芯片和其他供電模塊提供穩(wěn)定的直流工作電壓[30]。LTM4644 微型降壓穩(wěn)壓器工作頻率最大可為 1MHz，具有過(guò)流、過(guò)壓和過(guò)熱保護(hù)特性，其電壓輸入范圍為 4V~14V 直流電，通過(guò)一路輸入電壓能同時(shí)產(chǎn)生 4 個(gè)通道的輸出電壓，每路輸出電壓通道通過(guò)一個(gè)外接電阻的設(shè)置，即可實(shí)現(xiàn)最大輸出電流為 4A，電壓范圍為 0.6V~5.5V 直流輸出，精簡(jiǎn)了多電源供電系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)，根據(jù)實(shí)際的系統(tǒng)需求，該芯片還可以進(jìn)行工作模式的選擇，實(shí)際設(shè)計(jì)電路如圖 3.3 所示。

板級(jí) 3.3V 的模塊供電，同樣在每個(gè)通道的電壓輸出引腳，配置了確保輸出電壓穩(wěn)定的濾波電容。60.410.6FBOUTKRV= （3.6）3.3.3 FPGA 配置與下載電路設(shè)計(jì)ARTIX7 系列 FPGA，是基于 SRAM 技術(shù)的，芯片中配置的數(shù)據(jù)在系統(tǒng)掉電以將會(huì)丟失，故系統(tǒng)上電后需要從外部存儲(chǔ)器件進(jìn)行程序的引導(dǎo)配置。Xilinx 公司FPGA 一共有 5 種配置模式：主串模式、從串模式、Select MAP 模式、Desktop 模式SPI 配置模式，每一種模式都需要相應(yīng)的配置電路設(shè)計(jì)[30]。課題中選擇了 FPGA 的串配置模式，以 Xilinx 公司型號(hào)為 XCF32PVOG48 PROM 為配置存儲(chǔ)器，該 PROM 儲(chǔ)器存儲(chǔ)空間大小為 32Mb，滿足系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需求[31]。配置與下載電路的具體設(shè)計(jì)如3.4 所示，COMN6 為 JTAG 下載線的接口，U2 為外置 PROM 芯片，U1G 為 FPGA 程序配置接口。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2714812