FPGA控制下面阵CCD时序发生器设计及硬件实现

在分析Sony公司ICX098BQ面阵CCD图像传感器驱动时序的基础上,对可调节曝光时间的CCD时序发生器及其硬件电路进行设计.选用FPGA器件作为硬件设计平台,使用VHDL语言对时序关系进行了硬件描述,采用QuARTUSⅡ8.0对所设计的时序发生器进行了功能仿真,并以Altera公司的可编程逻辑器件为核心进行硬件适配...     

基于CPLD的CMOS APS驱动时序的设计

详细介绍了Photobit公司的PB-1024CMOS APS图像传感器的驱动时序关系,提出了基于CPLD来实现CMOS APS图像传感器驱动控制电路的方法。系统选用美国Xilinx公司的XC9500系列CPLD作为硬件设计的开发平台,运用VHDL语言来实现对驱动电路的硬件描述,并采用Xilinx公司的Foundation软件对设计的驱动时序进行了仿真。测试与仿真结果表明所设计的驱动时序电路完全能够达到CMOS APS图像传感器的要求。     

基于CPLD的CMOS APS驱动时序的设计

详细介绍了Photobit公司的PB-1024 CMOS APS图像传感器的驱动时序关系,提出了基于CPLD来实现CMOS APS图像传感器驱动控制电路的方法.系统选用美国Xilinx公司的XC9500系列CPLD作为硬件设计的开发平台,运用VHDL语言来实现对驱动电路的硬件描述,并采用Xilinx公司的Foundation软件对设计的驱动时序进行了仿真.测试与仿真结果表明所设计的驱动时序电路完全能够达到CMOS APS图像传感器的要求.     

基于CPLD的CMOS APS驱动时序的设计

详细介绍了Photobit公司的PB-1024CMOS APS图像传感器的驱动时序关系，提出了基于CPLD来实现CMOS APS图像传感器驱动控制电路的方法。系统选用美国Xilinx公司的XC9500系列CPLD作为硬件设计的开发平台，运用VHDL语言来实现对驱动电路的硬件描述，并采用Xilinx公司的Foundation软件对设计的驱动时序进行了仿真。测试与仿真结果表明所设计的驱动时序电路完全能够达到CMOS APS图像传感器的要求。     

红外导引头半实物仿真中红外图像注入器设计

为了实现红外导引头半实物仿真中红外图像的实时生成和注入,设计了红外图像实时注入系统,并完成了软硬件系统设计方案。该系统的软件部分基于OSG生成实时红外仿真图像,硬件部分主要为一块PCI图像数据发送卡,将软件部分生成的实时红外仿真图像转化成Camera Link格式输出。实际应用表明,该系统完全可以实现红外图像实时仿真和注入。     

双光楔微扫描哈特曼-夏克波前探测技术

传统哈特曼-夏克传感器主要受微透镜尺寸与微透镜数量的限制,对待测波前采样不足,影响对波前的探测精度。通过对哈特曼-夏克传感器波前重构原理和双光楔微扫描原理进行分析讨论,提出了一种在哈特曼-夏克传感器之前加入双光楔微扫描结构的检测方法,弥补了传统哈特曼-夏克传感器对待测波前采样不足的缺点。利用Zemax和Lighttools软件模拟了加入双光楔微扫描结构哈特曼-夏克传感器的光斑分布情况。微扫描图像重建算法与波前重构算法结合给出原理性验证,对所模拟后大像差光学系统波前复原精度提高了53.53%,该方法可以有效提高哈特曼-夏克传感器对波前探测的精度。     

基于FPGA和FLASH ROM的图像信号发生器设计

以XC2V1500—FPGA为硬件架构,设计了一种图像信号发生器,作为自适应光学系统波前处理机的信号源,为波前处理机的调试和算法验证提供支持。系统采用大容量的NAND型FLASH存储数据,存储容量为1GB。图像数据通过USB总线预存入FLASH ROM,在FPGA控制逻辑作用下循环读出,并通过Camera Link接口输出。该Camera Link接口支持base,medium,full三种模式,输出像素时钟频率可以达到70MHz。     

基于CPLD的面阵CMOS图像传感器的驱动时序设计

在分析LUPA300型面阵CMOS图像传感器驱动时序关系的基础上,设计了此面阵CMOS图像传感器的驱动时序.选用CPLD器件作为硬件设计平台,试验VHDL语言对驱动时序进行了硬件描述,采用Quartus Ⅱ对所设计的驱动进行了功能仿真,并针对ALTERA公司的EPM1270T144C5进行了RTL级仿真及配置.系统测试结果表明,所设计的驱动时序可以满足面阵CMOS图像传感器LUPA300的各项驱动要求.     

基于CPLD的面阵CCD图像传感器驱动时序发生器设计

在分析FTT1010-M型面阵CCD图像传感器驱动时序关系的基础上,设计了可调曝光时间的面阵CCD图像传感器驱动时序发生器.选用CPLD器件作为硬件设计平台,使用VHDL语言对驱动时序发生器进行了硬件描述.采用Quartus II对所设计的驱动时序发生器进行了功能仿真,并针对ALTERA公司的EPM7160SLC84-10进行了RTL级仿真及配置.系统测试结果表明,所设计的驱动时序发生器不仅可以满足面阵CCD图像传感器的驱动要求,而且还能够调节其曝光时间.     

基于实时系统的CAN节点系统设计

针对CAN总线通讯技术的特点,本文设计了一种满足高可靠性要求的CAN网络节点系统。该CAN节点基于FPGA平台,由带CAN总线控制器的微处理器、CAN总线驱动电路、扩展接口电路组成,主控单元电路全部集成在单芯片中;本文不仅完成硬件电路设计,还引入了实时多任务操作系统μC/OS-Ⅱ平台,并基于该系统开发CAN节点功能应用。整个完整电路以及软件代码都在FPGA平台上完成了系统仿真以及功能验证,并最终通过节点功能验证板完成CAN节点实际系统测试。实际运行结果证明该节点系统硬件功能正常,软件系统有效可靠。     

扰动对非稳腔模式的影响和腔内倾斜像差校正

采用哈特曼-夏克(Hartmann-Shack)波前传感器分析了腔内扰动对无源正支共焦腔调腔光模式的影响,用模式法进行了波前复原计算。引入等量扰动,腔内凹镜对于腔模的影响大于凸镜;且对于大菲涅耳数非稳腔,腔内倾斜扰动量与输出光束中查涅克(Zernike)倾斜像差系数具有较好线性关系。建立了基于哈特曼-夏克波前传感器进行腔外探测,控制腔内凹镜的低阶像差校正系统,比较了在不同腔内扰动状态下对倾斜像差的控制结果。实验表明,对于腔内扰动频率较低或者准静态的情况,控制系统对腔内倾斜像差的校正具有较好的效果。     

超松弛法哈特曼传感器波前重构仿真分析

哈特曼传感器是一种对环境要求低，测量精度高的光束质量测量仪器，但传统方法不能对任意形状的光斑进行波前重构，即光束质量测量。文中采用超松驰进行计算机仿真，验证了该方法能够适应任意入射形状光斑的波前复原，从原理上解决了哈特曼传感器测量任意形状光斑光束质量问题。     

波前曲率传感器的测量软件设计

波前曲率传感器是一类重要的波前测量装置。针对波前曲率传感器,在Visual Studio 2013平台下,基于OpenCV库函数和MFC库函数,利用C++语言开发了通用性较强的波前测量软件,实现了基于拉普拉斯算子本征模式法的波前在线测量和离线数据处理等功能。在此基础上,搭建了光栅型波前曲率传感器实验装置对该软件模块进行测试。通过与MATLAB波前复原结果进行对比,验证了该波前复原软件模块的准确性。模块化设计方法使得该软件模块具有良好的通用性和拓展性。     

高能激光器自由旋涡气动窗口激光波前畸变的初步研究

分析了用哈特曼 夏克波前传感器研究高能激光器自由旋涡气动窗口对输出激光波前畸变的原理 ,并利用37单元哈特曼波前传感器实验研究自由旋涡气动窗口对输出激光波前的影响。结果表明 ,自由旋涡气动窗口对输出激光波前的影响主要是光束偏转和离焦 ,而其他低阶及高阶像差都比较小。由于透射激光束的偏转是稳定的 ,很容易由倾斜镜进行校正 ,因此稳定工作状态下的自由旋涡气动窗口能够满足实验需求。     

基于滑模控制的DC-DC降压变换器实验平台

为了实现DC-DC降压变换器的高精度控制,设计了一种基于滑模控制的输出电压调节器。首先根据DC-DC降压变换器的工作原理建立了系统的动态模型;接着利用转换后的受扰动态模型设计了滑模控制器,同时基于李雅普诺夫函数证明了闭环系统的稳定性;最后使用Matlab/Simulink软件和DC-DC降压变换器硬件电路搭建了实验测试平台。测试结果表明与传统的PID控制方法相比,DC-DC降压变换器系统在所设计的滑模控制器的作用下可以获得更快的动态性能与更强的扰动抑制能力。该实验平台不仅有利于大学生理解和掌握滑模控制理论,还可以提高大学生的工程应用能力。     

动载体光电稳定平台伺服控制系统设计

基于数字控制器TMS320F28335和驱动器MSK4226模块,利用光纤陀螺作为惯性空间角速率反馈传感器,完成了一种动载体光电稳定平台伺服控制系统的硬件和软件设计.详细介绍了硬件设计要求和原则、实现方法,分析了控制软件需求,设计流程,控制周期.测试结果达到预期要求,并将该系统应用于实际稳定平台设计中.     

基于图像处理技术的光斑质心高精度测量

针对传统的光斑质心测量方法子孔径窗口内远离光斑的噪声对一阶矩质心算法的影响,本文提出一种利用图像处理技术提高光斑质心探测精度的新方法。在哈特曼-夏克（H-S）波前传感器测得的光斑阵列图像中,采用自适应阈值方法优化每个子孔径的探测窗口,使探测窗口和光斑分布区域最佳匹配;然后在探测窗口内,采用线性插值方法提高图像的分辨率。...     

基于归一化互相关因子的波前测量研究

为实现对光束近场强度分布不均匀或低信噪比场景中的高精度波前测量,分析了低信噪比情况下,在基于夏克-哈特曼波前传感器的自适应光学系统中,分别使用基于归一化互相关因子的相关算法与目前常用的自适应阈值灰度质心法时,信噪比对质心探测精度及后续波前复原精度的影响。通过数值仿真与实验对比,证明了基于归一化互相关因子的相关算法在不同光强条件下的波前测量结果一致性与准确性都高于自适应阈值的灰度质心法,其可为自适应光学系统在像差探测能力上提供更高的准确性与鲁棒性。针对基于归一化互相关因子的相关算法计算量较大,软件计算实时性较差,难以满足工程实用需要的问题,提出了一种基于算法实现优化与多级并行计算的加速方法,对448单元子孔径的夏克-哈特曼波前传感器可实现每秒上千赫兹的计算速度,可满足大部分自适应光学系统波前探测实时性的工程需要。     

自适应光学系统光学部分的计算机模拟

利用相位屏（PS）方法通过软件模拟大气湍流,进而研究了自适应光学（AO）系统中哈特曼一夏克（H—S）波前传感器的计算机模拟技术。使用基于Zernike多项式的模式法重构波前,验证了模拟方法的可行性,完成了AO系统光学部分的计算机模拟。