37单元自适应光学系统实时波前处理

讨论了３７单元自适应光学系统中子孔径排布、ＣＣＤ相机的图象输出方式及波前处理算法的特点，并介绍了针对系统中帧频为３８０／秒的波前探测器研制的用５片ＴＭＳ３２０Ｃ２５并行处理的、峰值运算速度达１亿次／秒的高速数字处理器－波前处理机的原理和实现。该机对一帧图象的采集和处理延时为３．４ｍｓ。     

光子计数动态剪切干涉仪的实时波前处理机

介绍了光学计数方法下的波前处理机的构成及工作原理，解决了弱光条件下的光子脉冲计数，并以ＴＭＳ３２０Ｃ２５高速数字信息处理器为核心，快速完成了波前相位计算，波前重构，控制信号的并行输出及波面信息的实时监测。     

基于脉动阵列的自适应光学实时波前处理机设计

针对自适应光学系统对波前处理机高计算量、高实时性的要求,本文提出了一种基于脉动阵列的自适应光学实时波前处理方法.该方法将脉动阵列的概念引入波前处理机设计,完成了波前斜率计算、复原运算和控制运算向脉动阵列的映射,合理地建立了数据的深度流水线,同时分析了以FPGA技术实现时系统的计算延时.对于48个子孔径,61单元的自适应光学系统,以一片Xilinx Virex-Ⅱ XC2V3000芯片实现了基于脉动阵列的实时波前处理机,实验测得计算延时仅8.6μs,结果表明该方法能极大地提高系统的实时性,集成度、通用性和扩展性.     

基于控制流的实时波前复原脉动阵列

波前复原算法是自适应光学波前信号处理的中枢部分.针对波前复原算法计算量大、算法简单规则的特点,本文研究了波前复原部分的并行算法以及复原矩阵的子孔径行系数簇变换和循环矩阵分解法,同时建立了基于控制流的波前复原脉动阵列.针对一套128单元自适应光学系统,进行了基于控制流波前复原脉动阵列和传统复原脉动阵列的实验研究,实验结果表明基于控制流的波前复原脉动阵列在实时性上略逊于传统脉动复原阵列,资源占用仅为传统脉动复原阵列的几十到几百分之一.     

自适应光学波前处理机D/A电路的优化

为了适应当前的自适应光学系统的要求，介绍一种多路D/A转换电路的优化及实现方法。它将输出的多路数字信号依次地通过一路D/A，进行数模转换，再通过采样保持器，将各路信号进行采样保持，分成了多路信号来控制变形镜，从而不但简化了系统，而且综合小信号误差，减少故障率。     

利用Zernike多项式对湍流波前进行波前重构

分析了利用Ｚｅｒｎｉｋｅ多项式进行波前重构时模式耦合与混淆产生的原因，以及模式耦合与混淆对受大气湍流影响的光学波前进行波前重构的精度和稳定性的影响。取除去平移的前６５项Ｚｅｒｎｉｋｅ多项式构造湍流波前。针对６１单元自适应光学系统的波前传感器子孔径布局进行仿真，通过比较Ｎｓ不同取值时的湍流波前重构精度和稳定性，得出了该条件下Ｎｓ的最佳取值。     

基于绝对差分算法的相关HS波前处理机设计

在太阳自适应光学系统中,通常采用绝对差分或者互相关因子算法进行哈特曼波前探测.本文给出了一种基于绝对差分算法的相关HS(Hartmann-Shack)波前处理机的设计结果.针对子孔径阵列呈6×6方形排布,单个子孔径大小为32 pixels×32 pixels,参考模板大小为16 pixels×16 pixels的相关HS渡前传感器,采用绝对差分算法在单片FPGA内实现了对波前的实时处理.实验结果表明,该处理机峰值运算量超过230亿次/s,系统延时120μs,能够满足1 000 Hz的CCD采样要求.本设计在单片FPGA内实现,具有成本低、易维护、集成度高的特点.     

H—S法波前探测的高速图象采集系统

自适应光学系统中有两种方法用于测定波前的局部斜率：剪切干涉测量法和哈特曼法（以下简称Ｈ－Ｓ法）。由于Ｈ－Ｓ法运用较简单的光学系统，无需任何活动组件，具有较高的光效率，并能很好地用于探测器阵列，因此它更普遍地用于自适应光学系统中。本文介绍了一种应用于Ｈ－Ｓ法波前探测的高速图象采集系统，提出了应用本图象采集系统解决高帧频探测器阵列与数据处理机之间的同步协调的方法。     

用脉动阵列实现实时波前复原处理

在自适应光学系统中,波前复原是波前处理中运算量较大的部分,其运算速度直接影响波前处理机的实时性和系统的控制带宽。根据波前复原算法的特点,提出了用脉动阵列实现基于FPGA的实时波前复原处理方法,采用流水和并行处理技术,提高系统的吞吐率;极大地提高了运算速度。该方法实时性强,模块化程度高。     

H－S法波前探测的高速图象采集系统

自适应光学系统中有两种方法用于测定波前的局部斜率：剪切干涉测量法和哈特曼法（以下简称Ｈ－Ｓ法）。由于Ｈ－Ｓ法运用较简单的光学系统，无需任何活动组件，具有较高的光效率，并能很好地用于探测器阵列，因此它更普遍地用于自适应光学系统中。本文介绍了一种应用于Ｈ－Ｓ法波前探测的高速图象采集系统，提出了应用本图象采集系统解决高帧频探测器阵列与数据处理机之间的同步协调的方法。     

基于DSP的实时目标跟踪器

本文介绍了一套基于TMS32020数字信号处理器的实时目标跟踪器的硬件结构,对形心跟踪算法和模板匹配算法的特点和性质进行了初步的讨论,介绍了用TMS32020汇编语言实现这两种算法的一些具体问题。     

基于DSP TMS320C6x的实时图象处理系统

以ＤＳＰ ＴＭＳ３２０Ｃ６２０１为核心处理器,设计一种通用的实时图象处理系统。该系统可以满足当前的远程监控、电视电话、会议电视、道路交通管理等诸多视频／图象处理与传输领域应用的需求。文中对系统的硬件资源选择、工作流程、算法处理时间等关键问题进行了详细地讨论。最后以Ｈ．２６１采集、编码系统为例分析了算法的实现过程和系统的实时性能。     

用于磁光盘误码率测试的高速数据采集系统

介绍一种用于磁光盘误码检测的新型高速数据采集－暂存系统。该系统的硬件设计针对磁光盘记录数据的特点，采用独立的“采集－暂存”结构，软件由ＭＣＳ－５１单片机汇编语言设计而成，文中还介绍了此系统与ＭＣＳ－５１单片机传输数据的方法。     

高精度三维调整架的实时控制系统的设计

介绍了用于某靶室的高精度三维调整架的实时控制系统硬件及软件的设计工作。