星敏感器是天文導航系統(tǒng)的主要設備,是一種高精度、高可靠性的姿態(tài)測量部件。隨著天文導航技術不斷進步,星敏感器的硬件和軟件技術得到了迅速的發(fā)展,尤其基于CMOS的星敏感器以其體積小、重量輕、精度高的特點成為近年來各國航天技術的發(fā)展熱點。論文首先介紹了星敏感器的基本原理,并比較了CCD傳感器和CMOS傳感器的基本特點,為系統(tǒng)的研究工作提供了理論依據(jù)。論文接著深入分析了系統(tǒng)的核心部件CMOS圖像敏感器STAR250的性能特點,并在此基礎上,結合系統(tǒng)的應用要求,完成了一種高精度,低成本,低功耗的CMOS星敏感器的硬件設計。本論文研究的重點在FPGA邏輯的設計,包括四個部分的工作:設計了合理的時序驅動電路滿足了STAR250傳感器的時序要求;設計了一種簡單有效的異步參數(shù)寄存器電路,有效防止了亞穩(wěn)態(tài)的發(fā)生;設計了可靠的異步FIFO外圍電路,保證了星圖數(shù)據(jù)的傳輸;研究了星體目標亞像素質心定位算法的硬件實現(xiàn)。實驗及結果分析表明,該系統(tǒng)能實現(xiàn)采全圖和采分割圖的工作方式,具有增益、積分時間、閾值等參數(shù)的調整功能,能夠滿足衛(wèi)星上的姿態(tài)測量要求,是一種低成本、功耗低、處理速度快的高新能CMOS星敏感器硬件系統(tǒng)設... 

【文章來源】：華中科技大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

STAR250的電氣符號

口的起始位置，從而快速對敏感器陣列的某一部分采樣。AR250 的每個像素包括了 4 個光電二極管和三個晶體管（見圖 3.5）。管并聯(lián)接在 Reset 晶體管上（T1），晶體管 T2 把積累在光電二極管 轉化成電壓信號，再把這個電壓信號通過 T3 管傳遞到列總線上去。d”作為晶體管的開關控制信號，分別接在兩個 Y 移位寄存器上。這兩在像素陣列的兩邊，采用獨熱碼（One-Hot Encoding）設計 YL（ther）和 YR（the reset registe）移位寄存器，在同一時間內每個寄存器允素。個像素點的輸出都連接到列總線上，列總線又會把像素的信號傳遞到。片內集成了雙采樣技術，放大器可以把采集的數(shù)據(jù)減去該像素點的而得到該點的真實感應灰度。放大器輸出的信號還將經(jīng)過一個可控的輸出放大器放大輸出。放大器通過一個黑背景參考完成。輸出放大器輸出的模擬信號就是結果數(shù)據(jù)

圖 3.5 STAR250 像素構成圖像定義維數(shù)和最終圖片格式之間的關系。 3.6 圖像上坐標系 圖 3.7 物理晶片上坐標對原點（0,0）定義。圖 3.6 顯示了映射在圖像的坐標系。傳統(tǒng)的計算機或打印機的圖像坐標AR250 中定義右上角為原點。這樣敏感器輸出

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：2998790