車載多路視頻記錄與回放系統(tǒng)設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2021-03-24 15:12
伴隨信息技術(shù)的進(jìn)步與電子設(shè)備的高速發(fā)展,越來越多的武器裝備系統(tǒng)開始使用數(shù)字視頻和圖像技術(shù)。相應(yīng)地,車載記錄儀的發(fā)展趨勢(shì)向多元化和智能化逐漸靠攏。通過記錄儀采集、存儲(chǔ)試驗(yàn)中的武器系統(tǒng)工作狀態(tài)參數(shù),對(duì)于分析、改進(jìn)設(shè)計(jì)并有效規(guī)避研制風(fēng)險(xiǎn)、減少研發(fā)經(jīng)費(fèi)、縮減開發(fā)周期都具有一定的工程現(xiàn)實(shí)意義。本文基于某型號(hào)車載記錄儀的設(shè)計(jì)需求,開發(fā)出了一款符合使用需求的車載記錄儀。該車載記錄儀能夠同時(shí)記錄2路VGA視頻、1路PAL視頻、RS-422數(shù)據(jù)和CAN總線數(shù)據(jù),并且可以通過記錄儀將記錄視頻進(jìn)行回放。在此基礎(chǔ)上,針對(duì)高清數(shù)字視頻的原始數(shù)據(jù)量大且需要多路同時(shí)編碼與回放的問題進(jìn)行了分析與討論。首先,系統(tǒng)選用TMS320DM8168和FPGA架構(gòu)作為硬件平臺(tái),并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行軟件系統(tǒng)的研發(fā)。在視頻處理芯片TMS320DM8168的ARM上部署嵌入式Linux系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)資源管理,并使用H.264標(biāo)準(zhǔn)視頻壓縮算法對(duì)原始視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮。將壓縮過的視頻文件封裝為MP4文件并存儲(chǔ)在SATA硬盤中。然后,軟件采用Linux-Qt環(huán)境開發(fā)。通過功能劃分,用Qt編寫多個(gè)圖形用戶界面,并實(shí)現(xiàn)記錄視頻的選取與回放功能。本地播放...
【文章來源】:中北大學(xué)山西省
【文章頁(yè)數(shù)】:79 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
龍芯3B芯片
中北大學(xué)學(xué)位論文6圖1-2VS1500機(jī)載任務(wù)視頻記錄儀Fig.1-2VS1500airbornetaskvideorecorder綜上所述,記錄儀從20世紀(jì)50年代至今有著巨大的變化。從紙張記錄到現(xiàn)在的無紙記錄;從模擬信號(hào)處理到現(xiàn)在的數(shù)字信號(hào)處理;從單一信號(hào)記錄到現(xiàn)在的多通道多類型記錄;從手動(dòng)記錄到現(xiàn)在的全自動(dòng)記錄。當(dāng)然,隨著記錄儀技術(shù)的不斷提高,用戶對(duì)其的要求也在不斷地升高。從以上的資料顯示出記錄儀還有可以改進(jìn)的地方,比如可以提高同步記錄多路視頻的畫面質(zhì)量,從標(biāo)清視頻變?yōu)楦咔逡曨l。還可以增加記錄儀的實(shí)時(shí)回放功能,節(jié)省視頻數(shù)據(jù)導(dǎo)出的時(shí)間。1.3論文結(jié)構(gòu)與內(nèi)容本文針對(duì)Qt框架的圖形用戶界面開發(fā)與H.264的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研究。根據(jù)系統(tǒng)指標(biāo)與任務(wù)要求,設(shè)計(jì)了基于SoC和FPGA架構(gòu)的車載記錄系統(tǒng),用于記錄兩路導(dǎo)彈視頻和一路周視觀瞄儀的視頻。記錄完成后可以通過本地播放視頻進(jìn)行分析。本設(shè)計(jì)針對(duì)實(shí)習(xí)單位的項(xiàng)目進(jìn)行研究。本文的主要內(nèi)容和安排如下所示:第一章主要分析系統(tǒng)的研究背景和意義,概述軍用嵌入式設(shè)備和車輛記錄儀的發(fā)展現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢(shì),最后介紹了本課題的章節(jié)安排和主要研究?jī)?nèi)容。第二章對(duì)系統(tǒng)的硬件和軟件的整體方案進(jìn)行介紹。對(duì)硬件平臺(tái)的性能進(jìn)行分析,根
中北大學(xué)學(xué)位論文13圖2-3硬件實(shí)物圖Fig.2-3Hardwarephysicalmap2.3.2芯片硬件架構(gòu)TMS320DM8168是記錄裝置的主要芯片,它的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下圖2-4所示。由圖可知,DM8168的硬件結(jié)構(gòu)主要包含8個(gè)部分:ARM子系統(tǒng)、3D圖像引擎、DSP子系統(tǒng)、高清視頻圖像協(xié)處理器、媒體控制器、高清視頻處理子系統(tǒng)、系統(tǒng)控制和外設(shè)。本小節(jié)主要介紹DM8168上的四個(gè)核:ARMCortex-A8核、DSP核和2個(gè)Cortex-M3核。(1)ARM子系統(tǒng)在TMS320DM8168處理器中,ARM子系統(tǒng)擁有重中之重的地位,因?yàn)樗钦麄(gè)處理器的主控設(shè)備,使處理器可以有條不紊的執(zhí)行任務(wù)。ARM子系統(tǒng)的硬件為ARMCotex-A8,并在Cotex-A8上搭載嵌入式Linux系統(tǒng)。該系統(tǒng)對(duì)處理器內(nèi)的各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行管理,實(shí)現(xiàn)對(duì)子系統(tǒng)的配置、啟動(dòng)和任務(wù)分配等功能。ARMCortex-A8是一款基于ARMv7架構(gòu)的處理器。它是哈佛結(jié)構(gòu)且具有完整的高性能子系統(tǒng),如,用于多媒體的NEON64位和128位混合SIMD引擎、增強(qiáng)型內(nèi)存管理單元(MMU)、單獨(dú)的L1d-cache和i-cache、集成的二級(jí)緩存、嵌入式跟蹤模塊(ETM)。從性能、集成度和功耗等方面的表現(xiàn)來看,Cortex-A8完全具備搭載嵌入式系統(tǒng)的要求。ARM子系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2-5所示。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于H.264技術(shù)的屏幕數(shù)據(jù)壓縮方案[J]. 徐洋,彭沖. 電子世界. 2019(09)
[2]基于H.264標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)時(shí)視頻壓縮系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 張宛怡,張堯,周啟煒. 數(shù)字通信世界. 2019(05)
[3]基于H.264標(biāo)準(zhǔn)的彈載紅外圖像壓縮系統(tǒng)[J]. 張聰穎,孫江輝. 紅外技術(shù). 2018(11)
[4]嵌入式Linux操作系統(tǒng)的研究[J]. 張繼偉. 科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新. 2018(13)
[5]國(guó)產(chǎn)龍芯計(jì)算平臺(tái)發(fā)展及軟件生態(tài)環(huán)境建設(shè)[J]. 楊琴,王亮亮,張佳偉. 信息技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化. 2017(07)
[6]基于DM8168的小型機(jī)載視頻記錄儀設(shè)計(jì)[J]. 石園丁,徐鑫濤,吳寅華,朱威. 計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制. 2017(02)
[7]基于Linux的Qt串口服務(wù)器設(shè)計(jì)[J]. 趙仁濤,田曉曉,曹慧芳. 山西電子技術(shù). 2016(04)
[8]嵌入式Linux根文件系統(tǒng)的構(gòu)建與分析[J]. 史巧碩,范東月,柴欣,曹鵬飛,耿躍華. 計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制. 2015(02)
[9]基于TMS320DM8168的視頻編碼系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[J]. 王行行. 紅外與激光工程. 2014(S1)
[10]Qt中基于線程串口采集方式的實(shí)現(xiàn)[J]. 胡軍鋒,宋文杰,尤澤萌. 科技視界. 2014(28)
碩士論文
[1]基于H.264編碼算法的嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[D]. 王塬鵬.湖北工業(yè)大學(xué) 2019
[2]基于以太網(wǎng)的特殊車輛數(shù)據(jù)記錄儀設(shè)計(jì)[D]. 侯澤雄.中北大學(xué) 2014
[3]基于CAN總線車載平臺(tái)數(shù)據(jù)記錄技術(shù)的研究[D]. 黃媛媛.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[4]基于DM8168多路視頻監(jiān)控系統(tǒng)研制[D]. 鄭亮.杭州電子科技大學(xué) 2014
[5]基于DM8168的列車多媒體播放平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 施朝輝.大連理工大學(xué) 2013
[6]多類型數(shù)據(jù)車載記錄儀研究[D]. 王曉飛.南京理工大學(xué) 2013
[7]CAN總線數(shù)據(jù)記錄儀的研究與設(shè)計(jì)[D]. 于成毅.中北大學(xué) 2011
[8]基于嵌入式系統(tǒng)的數(shù)字記錄儀的研制[D]. 石曉涵.武漢理工大學(xué) 2007
本文編號(hào):3097943
【文章來源】:中北大學(xué)山西省
【文章頁(yè)數(shù)】:79 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
龍芯3B芯片
中北大學(xué)學(xué)位論文6圖1-2VS1500機(jī)載任務(wù)視頻記錄儀Fig.1-2VS1500airbornetaskvideorecorder綜上所述,記錄儀從20世紀(jì)50年代至今有著巨大的變化。從紙張記錄到現(xiàn)在的無紙記錄;從模擬信號(hào)處理到現(xiàn)在的數(shù)字信號(hào)處理;從單一信號(hào)記錄到現(xiàn)在的多通道多類型記錄;從手動(dòng)記錄到現(xiàn)在的全自動(dòng)記錄。當(dāng)然,隨著記錄儀技術(shù)的不斷提高,用戶對(duì)其的要求也在不斷地升高。從以上的資料顯示出記錄儀還有可以改進(jìn)的地方,比如可以提高同步記錄多路視頻的畫面質(zhì)量,從標(biāo)清視頻變?yōu)楦咔逡曨l。還可以增加記錄儀的實(shí)時(shí)回放功能,節(jié)省視頻數(shù)據(jù)導(dǎo)出的時(shí)間。1.3論文結(jié)構(gòu)與內(nèi)容本文針對(duì)Qt框架的圖形用戶界面開發(fā)與H.264的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研究。根據(jù)系統(tǒng)指標(biāo)與任務(wù)要求,設(shè)計(jì)了基于SoC和FPGA架構(gòu)的車載記錄系統(tǒng),用于記錄兩路導(dǎo)彈視頻和一路周視觀瞄儀的視頻。記錄完成后可以通過本地播放視頻進(jìn)行分析。本設(shè)計(jì)針對(duì)實(shí)習(xí)單位的項(xiàng)目進(jìn)行研究。本文的主要內(nèi)容和安排如下所示:第一章主要分析系統(tǒng)的研究背景和意義,概述軍用嵌入式設(shè)備和車輛記錄儀的發(fā)展現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢(shì),最后介紹了本課題的章節(jié)安排和主要研究?jī)?nèi)容。第二章對(duì)系統(tǒng)的硬件和軟件的整體方案進(jìn)行介紹。對(duì)硬件平臺(tái)的性能進(jìn)行分析,根
中北大學(xué)學(xué)位論文13圖2-3硬件實(shí)物圖Fig.2-3Hardwarephysicalmap2.3.2芯片硬件架構(gòu)TMS320DM8168是記錄裝置的主要芯片,它的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下圖2-4所示。由圖可知,DM8168的硬件結(jié)構(gòu)主要包含8個(gè)部分:ARM子系統(tǒng)、3D圖像引擎、DSP子系統(tǒng)、高清視頻圖像協(xié)處理器、媒體控制器、高清視頻處理子系統(tǒng)、系統(tǒng)控制和外設(shè)。本小節(jié)主要介紹DM8168上的四個(gè)核:ARMCortex-A8核、DSP核和2個(gè)Cortex-M3核。(1)ARM子系統(tǒng)在TMS320DM8168處理器中,ARM子系統(tǒng)擁有重中之重的地位,因?yàn)樗钦麄(gè)處理器的主控設(shè)備,使處理器可以有條不紊的執(zhí)行任務(wù)。ARM子系統(tǒng)的硬件為ARMCotex-A8,并在Cotex-A8上搭載嵌入式Linux系統(tǒng)。該系統(tǒng)對(duì)處理器內(nèi)的各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行管理,實(shí)現(xiàn)對(duì)子系統(tǒng)的配置、啟動(dòng)和任務(wù)分配等功能。ARMCortex-A8是一款基于ARMv7架構(gòu)的處理器。它是哈佛結(jié)構(gòu)且具有完整的高性能子系統(tǒng),如,用于多媒體的NEON64位和128位混合SIMD引擎、增強(qiáng)型內(nèi)存管理單元(MMU)、單獨(dú)的L1d-cache和i-cache、集成的二級(jí)緩存、嵌入式跟蹤模塊(ETM)。從性能、集成度和功耗等方面的表現(xiàn)來看,Cortex-A8完全具備搭載嵌入式系統(tǒng)的要求。ARM子系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2-5所示。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于H.264技術(shù)的屏幕數(shù)據(jù)壓縮方案[J]. 徐洋,彭沖. 電子世界. 2019(09)
[2]基于H.264標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)時(shí)視頻壓縮系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 張宛怡,張堯,周啟煒. 數(shù)字通信世界. 2019(05)
[3]基于H.264標(biāo)準(zhǔn)的彈載紅外圖像壓縮系統(tǒng)[J]. 張聰穎,孫江輝. 紅外技術(shù). 2018(11)
[4]嵌入式Linux操作系統(tǒng)的研究[J]. 張繼偉. 科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新. 2018(13)
[5]國(guó)產(chǎn)龍芯計(jì)算平臺(tái)發(fā)展及軟件生態(tài)環(huán)境建設(shè)[J]. 楊琴,王亮亮,張佳偉. 信息技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化. 2017(07)
[6]基于DM8168的小型機(jī)載視頻記錄儀設(shè)計(jì)[J]. 石園丁,徐鑫濤,吳寅華,朱威. 計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制. 2017(02)
[7]基于Linux的Qt串口服務(wù)器設(shè)計(jì)[J]. 趙仁濤,田曉曉,曹慧芳. 山西電子技術(shù). 2016(04)
[8]嵌入式Linux根文件系統(tǒng)的構(gòu)建與分析[J]. 史巧碩,范東月,柴欣,曹鵬飛,耿躍華. 計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制. 2015(02)
[9]基于TMS320DM8168的視頻編碼系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[J]. 王行行. 紅外與激光工程. 2014(S1)
[10]Qt中基于線程串口采集方式的實(shí)現(xiàn)[J]. 胡軍鋒,宋文杰,尤澤萌. 科技視界. 2014(28)
碩士論文
[1]基于H.264編碼算法的嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[D]. 王塬鵬.湖北工業(yè)大學(xué) 2019
[2]基于以太網(wǎng)的特殊車輛數(shù)據(jù)記錄儀設(shè)計(jì)[D]. 侯澤雄.中北大學(xué) 2014
[3]基于CAN總線車載平臺(tái)數(shù)據(jù)記錄技術(shù)的研究[D]. 黃媛媛.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[4]基于DM8168多路視頻監(jiān)控系統(tǒng)研制[D]. 鄭亮.杭州電子科技大學(xué) 2014
[5]基于DM8168的列車多媒體播放平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 施朝輝.大連理工大學(xué) 2013
[6]多類型數(shù)據(jù)車載記錄儀研究[D]. 王曉飛.南京理工大學(xué) 2013
[7]CAN總線數(shù)據(jù)記錄儀的研究與設(shè)計(jì)[D]. 于成毅.中北大學(xué) 2011
[8]基于嵌入式系統(tǒng)的數(shù)字記錄儀的研制[D]. 石曉涵.武漢理工大學(xué) 2007
本文編號(hào):3097943
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