本文關(guān)鍵詞：基于異構(gòu)多核處理器的準(zhǔn)直圖像嵌入式處理平臺(tái)研究

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【摘要】：受益于CCD傳感器技術(shù)的發(fā)展,使得SG-Ⅲ激光裝置能夠在其自動(dòng)準(zhǔn)直系統(tǒng)中部署大量的高分辨率數(shù)字CCD相機(jī),從而進(jìn)行高精度的光路準(zhǔn)直。但是大量的高分辨率CCD相機(jī)意味著大量的圖像數(shù)據(jù)。尤其是在SG-Ⅲ采用了集中式圖像處理方案時(shí),大量的圖像數(shù)據(jù)增加了網(wǎng)絡(luò)傳輸、存儲(chǔ)和處理的壓力。但是事實(shí)上SG-Ⅲ的光路自動(dòng)準(zhǔn)直系統(tǒng)進(jìn)行閉環(huán)回路控制需要的僅僅是圖像的特性數(shù)據(jù),如輪廓、質(zhì)心、幾何中心等,這些數(shù)據(jù)遠(yuǎn)小于圖像原始數(shù)據(jù)。如果能在CCD本地進(jìn)行這些特性數(shù)據(jù)的提取,那么就可以避免大量圖像數(shù)據(jù)傳輸,進(jìn)而消除存儲(chǔ)和處理的壓力。因此針對(duì)SG-Ⅲ集中式準(zhǔn)直圖像處理面臨的上述問題和準(zhǔn)直圖像處理的特點(diǎn),本文進(jìn)行了基于異構(gòu)多核處理器的準(zhǔn)直圖像嵌入式處理平臺(tái)的相關(guān)研究。首先,本文分析和研究了當(dāng)前SG-Ⅲ集中式準(zhǔn)直圖像處理系統(tǒng)的特點(diǎn),提出了以嵌入式設(shè)備為核心的分布式準(zhǔn)直圖像嵌入式處理系統(tǒng)。通過嵌入式設(shè)備實(shí)現(xiàn)在CCD相機(jī)本地進(jìn)行圖像處理,提取準(zhǔn)直需要的圖像特性數(shù)據(jù),避免大量冗余數(shù)據(jù)的傳輸。其次,本文分析了當(dāng)前嵌入式圖像處理的現(xiàn)狀,綜合性能和功耗的考慮,采用異構(gòu)多核處理器進(jìn)行準(zhǔn)直圖像的處理。并對(duì)異構(gòu)多核處理器進(jìn)行了選型評(píng)估,基于DM3730處理器和達(dá)芬奇框架設(shè)計(jì)了軟件框架和多核啟動(dòng)加載流程。并且進(jìn)行了多核通信技術(shù)的調(diào)研研究。基于這些研究對(duì)準(zhǔn)直圖像嵌入式處理平臺(tái)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。然后,本文以基于DM3730處理器開發(fā)板為核心設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)直圖像嵌入式處理平臺(tái)原型系統(tǒng),用于驗(yàn)證DM3730異構(gòu)多核處理器進(jìn)行準(zhǔn)直圖像處理的性能。實(shí)現(xiàn)過程中對(duì)遠(yuǎn)場(chǎng)基準(zhǔn)圖像處理算法進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)和計(jì)算流程優(yōu)化。最后,原型系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了本文的嵌入式準(zhǔn)直圖像嵌入式處理方案的嵌入式硬件可以滿足運(yùn)算時(shí)間的要求。進(jìn)而驗(yàn)證了本文所探索的異構(gòu)多核處理器的準(zhǔn)直圖像嵌入式處理平臺(tái)可以用于解決當(dāng)前SG-Ⅲ以及今后更大規(guī)模激光裝置在進(jìn)行集中式準(zhǔn)直圖像處理時(shí)面臨的大量圖像數(shù)據(jù)傳輸、存儲(chǔ)和處理的問題。
【關(guān)鍵詞】：圖像處理 異構(gòu)多核處理器 光路準(zhǔn)直 嵌入式系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：中國工程物理研究院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP332;TP391.41
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 引言9
• 1.2 課題的研究背景及意義9-13
• 1.2.1 課題的研究背景9-12
• 1.2.2 課題的研究意義12-13
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.4 主要研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)15-16
• 1.5 課題研究與實(shí)現(xiàn)的難點(diǎn)16
• 1.6 論文章節(jié)安排16
• 1.7 本章小結(jié)16-17
• 第2章 異構(gòu)多核軟硬件平臺(tái)簡(jiǎn)介17-24
• 2.1 DM3730異構(gòu)多核硬件平臺(tái)17-20
• 2.1.1 DM3730 SOC芯片介紹17-20
• 2.2 達(dá)芬奇(DAVINCI~(TM))開發(fā)套件20-21
• 2.2.1 達(dá)芬奇開發(fā)套件簡(jiǎn)介20
• 2.2.2 達(dá)芬奇框架的主要組件20-21
• 2.3 異構(gòu)多核的啟動(dòng)加載21
• 2.4 交叉編譯實(shí)驗(yàn)環(huán)境21-23
• 2.5 本章小結(jié)23-24
• 第3章 異構(gòu)多核處理器核間通信技術(shù)24-34
• 3.1 進(jìn)程間通信技術(shù)簡(jiǎn)介24-25
• 3.2 異構(gòu)多核核間通信研究現(xiàn)狀25-27
• 3.3 DSPLINK核間通信技術(shù)分析27-33
• 3.4 本章小結(jié)33-34
• 第4章 異構(gòu)多核準(zhǔn)直圖像嵌入式處理平臺(tái)設(shè)計(jì)34-45
• 4.1 集中式準(zhǔn)直圖像處理系統(tǒng)34-35
• 4.2 分布式的嵌入式準(zhǔn)直圖像處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)35-36
• 4.3 算法服務(wù)器設(shè)計(jì)36-37
• 4.4 準(zhǔn)直圖像嵌入式處理平臺(tái)設(shè)計(jì)37-43
• 4.4.1 硬件平臺(tái)選擇37-39
• 4.4.2 軟件框架39-40
• 4.4.3 ARM端軟件需求40-41
• 4.4.4 DSP端算法需求41-43
• 4.5 軟件開發(fā)流程43-44
• 4.6 本章小結(jié)44-45
• 第5章 原型系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)45-60
• 5.1 原型系統(tǒng)設(shè)計(jì)45-47
• 5.1.1 原型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能45-46
• 5.1.2 原型系統(tǒng)處理流程46
• 5.1.3 原型系統(tǒng)數(shù)據(jù)流46-47
• 5.2 算法文件服務(wù)器47-49
• 5.2.1 達(dá)芬奇開發(fā)環(huán)境搭建47-48
• 5.2.2 NFS服務(wù)搭建48
• 5.2.3 DHCP服務(wù)搭建48-49
• 5.3 ARM LINUX啟動(dòng)加載49-51
• 5.3.1 X-loader編譯49
• 5.3.2 Uboot配置編譯49-50
• 5.3.3 SD根文件系統(tǒng)50-51
• 5.3.4 異構(gòu)多核內(nèi)存劃分51
• 5.4 遠(yuǎn)場(chǎng)CCD基準(zhǔn)圖像處理算法實(shí)現(xiàn)51-59
• 5.4.1 DSP算法設(shè)計(jì)和計(jì)算流程優(yōu)化51-56
• 5.4.2 DSP端Codec Server的集成56-57
• 5.4.3 ARM端Codec Engine的配置57
• 5.4.4 ARM端應(yīng)用程序的實(shí)現(xiàn)57-59
• 5.5 測(cè)試圖像運(yùn)行結(jié)果59
• 5.6 本章小結(jié)59-60
• 第6章 原型系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證60-63
• 6.1 測(cè)試環(huán)境介紹60
• 6.2 嵌入式系統(tǒng)啟動(dòng)速度測(cè)試60-61
• 6.3 遠(yuǎn)場(chǎng)基準(zhǔn)圖像計(jì)算速度測(cè)試61-62
• 6.4 本章小結(jié)62-63
• 第7章 總結(jié)與展望63-64
• 7.1 研究總結(jié)63
• 7.2 展望63-64
• 參考文獻(xiàn)64-66
• 發(fā)表論文和科研情況說明66-67
• 致謝67

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：752935