高速視頻采集系統(tǒng)既能記錄人眼無法分辨的高速過程,又能得到高速運動目標(biāo)的位置姿態(tài)信息,通過對大量的高速數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和后續(xù)處理,可為現(xiàn)代機(jī)載武器系統(tǒng)的多科目綜合試驗提供技術(shù)保障。相比于發(fā)達(dá)國家,我國對高速視頻采集技術(shù)的研究相對滯后,為了打破國外在機(jī)載高速視頻采集方面的技術(shù)封鎖及產(chǎn)品壟斷,研制一款適用于武器系統(tǒng)的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有重要意義。本文針對機(jī)載武器系統(tǒng)目標(biāo)物飛行過程記錄為背景,研究了高速視頻采集和傳輸系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù),設(shè)計了基于FPGA的高速視頻采集和傳輸系統(tǒng),主要包括前端視頻采集模塊、視頻數(shù)據(jù)傳輸模塊、視頻顯示模塊及存儲模塊,其中存儲包括緩存和外部存儲。使用CMOS圖像傳感器采集圖像信息,采用Camera Link接口數(shù)據(jù)線傳輸視頻數(shù)據(jù),設(shè)計4片DDR2 SDRAM并行緩存高速數(shù)據(jù),將視頻數(shù)據(jù)存入固態(tài)硬盤內(nèi),通過VGA接口實時顯示采集的圖像。選擇Verilog硬件描述語言在Quartus Ⅱ環(huán)境下分模塊進(jìn)行邏輯設(shè)計,主要包括攝像頭寄存器參數(shù)配置模塊、視頻數(shù)據(jù)采集模塊、濾波模塊、異步FIFO模塊、DDR2 SDRAM控制器模塊、固態(tài)硬盤控制模塊、VGA時序控制模塊。通過Modelsi... 

【文章來源】：西安工業(yè)大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容及章節(jié)安排
        1.3.1 主要研究內(nèi)容
        1.3.2 章節(jié)安排
2 系統(tǒng)整體方案設(shè)計
    2.1 高速視頻采集和傳輸電路系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)
    2.2 高速視頻采集和傳輸電路系統(tǒng)總體方案
    2.3 高速視頻采集和傳輸電路各模塊方案設(shè)計
        2.3.1 視頻數(shù)據(jù)采集模塊
        2.3.2 視頻數(shù)據(jù)傳輸單元
        2.3.3 系統(tǒng)核心控制模塊
        2.3.4 視頻數(shù)據(jù)存儲模塊
        2.3.5 視頻數(shù)據(jù)顯示模塊
    2.5 本章小結(jié)
3 硬件電路設(shè)計
    3.1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)
    3.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計
        3.2.1 圖像數(shù)據(jù)采集模塊
        3.2.2 圖像數(shù)據(jù)傳輸模塊
    3.3 FPGA控制模塊設(shè)計
        3.3.1 FPGA開發(fā)流程
        3.3.2 FPGA芯片選型
        3.3.3 FPGA配置電路
        3.3.4 FPGA時鐘電路
    3.4 數(shù)據(jù)存儲電路設(shè)計
        3.4.1 數(shù)據(jù)緩存單元
        3.4.2 數(shù)據(jù)存儲單元
    3.5 顯示接口電路設(shè)計
    3.6 系統(tǒng)電源設(shè)計
    3.7 PCB設(shè)計
    3.8 本章小結(jié)
4 邏輯設(shè)計與仿真驗證
    4.1 邏輯總體框架
    4.2 CMOS相機(jī)寄存器參數(shù)配置
    4.3 數(shù)據(jù)采集邏輯設(shè)計
    4.4 異步FIFO
    4.5 圖像數(shù)據(jù)濾波
    4.6 數(shù)據(jù)存儲邏輯設(shè)計
    4.7 圖像顯示邏輯設(shè)計
    4.8 像素數(shù)據(jù)格式檢查
    4.9 頂層邏輯設(shè)計
    4.10 本章小結(jié)
5 系統(tǒng)測試與實驗
    5.1 調(diào)試需要設(shè)備
    5.2 硬件調(diào)試
    5.3 軟件調(diào)試
    5.4 實驗結(jié)果
        5.4.1 系統(tǒng)參數(shù)檢測
        5.4.2 采集圖像效果比對
    5.5 本章小結(jié)
6 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]CMOS與CCD圖像傳感器的比較研究和發(fā)展趨勢[J]. 王旭東,葉玉堂.  電子設(shè)計工程. 2010(11)
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[7]基于FPGA的VGA控制器設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 楊杰,穆偉斌,沈煥泉.  齊齊哈爾大學(xué)學(xué)報. 2008(06)
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碩士論文
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[3]基于Camera Link標(biāo)準(zhǔn)的高速圖像激勵與采集系統(tǒng)[D]. 王靜華.電子科技大學(xué) 2013
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[6]嵌入式高清工業(yè)相機(jī)研究與實現(xiàn)[D]. 蔡金.浙江大學(xué) 2013
[7]基于FPGA的嵌入式視頻采集及網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)的應(yīng)用研究[D]. 翟曉輝.哈爾濱工程大學(xué) 2013
[8]基于FPGA的多格式視頻疊加處理器的設(shè)計與驗證[D]. 徐曉梅.西安電子科技大學(xué) 2013
[9]基于FPGA機(jī)器視覺的運動目標(biāo)檢測跟蹤系統(tǒng)[D]. 劉曉偉.湖北工業(yè)大學(xué) 2012
[10]基于FPGA的圖像視覺檢測系統(tǒng)的研究[D]. 曹建鋒.大連理工大學(xué) 2012



本文編號：3449725