多通道光纤SPR光谱成像实时监测系统

提出一种多通道光纤表面等离子体共振(SPR)光谱 成像实时监测系统,利用iHR550成像光谱仪和Synapse面阵CCD(1024pixels×256pi xels)并行采集多个独立检测通道完整的光谱信息,保持单通道SPR传感器高分辨率优势的 同时实现多通道检测。基于LabVIEW虚拟仪器,开发了控制iHR550成像光谱仪衍射光栅转台 转动,Synapse CCD分区域数据处理和SPR数据处理的实时监测系统。     

实时感知型激光雷达多通道数据采集系统设计

激光雷达是实现环境实时感知的重要传感器,针对多通道感知激光雷达数据量大、数据传输解算实时性要求高及量体裁衣高效小型化的迫切需求,基于自研采用可靠的机械扫描、阵列探测和数据采集控制相结合的多通道激光雷达,设计实现了基于FPGA和DSP的多路并行信号采集处理系统,并在点云三维实时成像中得到了验证。该数据采集处理系统中的FPGA负责多通道激光雷达数据控制采集以及数据传输,DSP负责对数据进行解析处理并通过网口将点云数据上传到上位机,实现点云实时显示。实际测试结果表明,该数据采集处理系统能够满足多通道激光雷达2 Mpts/s的大数据量点云解析,并保证20 fps以上实时数据的可靠采集传输,实现周围环境和障碍物激光雷达点云的快速解算,可应用于自动驾驶、导航避障、周界安防等领域。     

红外探测器低噪声自动化测试技术研究

在多元红外探测器的测试过程中,传统方法往往通过分析仪采集并配合人工读数的方式来实现数据获取。分析仪与前置放大器、气源及工装夹具各自独立工作,采集的数据需要再次编辑且效率低下。为了实现精确的自动化工程测试,并同时实现气源与工装夹具等控制一体化,将丹麦B&K公司的PULSE多分析仪作为采集端,并利用VBA程序对采集控制软件进行了二次开发,从而实现了自动测试。分析了系统建立过程中的放大器噪声源,拟合了噪声系数与源阻抗之间的关系,并阐明了实现低噪声放大这一目标的关键是探测器和前置放大器的最佳源阻抗匹配。另外还将放大器的第一级设计成多通道并行,并在后级放大与第一级之间使用切换开关来保持通道的一致性。通过软硬件的结合最终实现了对探测器进行实时、多通道快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)分析的自动化测试。     

PET成像前端读出芯片研究进展

在过去的半个多世纪里,虽然正电子发射断层(PET)成像设备在外型上没有多大变化,但在技术和方法上发生了多次革命性的飞跃。微电子技术在PET成像领域的应用将进一步推动PET向更小体积、更高性能、更低成本等方向发展。从PET系统成像原理出发,详细综述了PET前端读出芯片技术的研究进展。将PET探测器信号的前端读出和信号处理分为光电转换、信号采集、脉冲高度分析、峰值探测和保持、信号数字化和数字信号处理等环节,给出了各个环节的微电子电路实现。然后,描述了PET前端读出大规模专用集成电路的研发进展,指出采用数字电路的方法来处理探测器前端读出和模拟信号处理已经成为PET前端电子的发展趋势,而且集成PET专用DSP的多通道智能前端读出电路已经成为一个重要的方向。     

2.52THz面阵透射成像系统改进及分辨率分析

太赫兹(THz)面阵成像具有成像速度快和像素多等特点,因此具有广阔的应用前景。成像系统的光路设计对成像质量具有很大影响。利用PyrocamⅢ热像仪作为面阵探测器,利用相干公司SIFIR-50连续太赫兹激光器作为成像光源,搭建太赫兹面阵实时成像系统,并通过多个离轴抛面镜和聚乙烯透镜对原有成像系统进行改进,以人民币水印、镂空金属板和分辨率板为目标进行实时面阵成像,获得了较为清晰的图像,通过与原有成像结果对比,验证了成像质量的提高,并通过分析成像结果对该成像系统的分辨率进行估计,该成像系统分辨率可以达到0.6 mm。     

基于多通道合成的优于0.1m分辨率的机载SAR系统

针对合成孔径雷达(SAR)高分辨率成像的应用需求,该文给出一种基于单通道发射、多通道并行接收的新的高分辨率SAR系统实现方案。SAR系统共有8个接收通道,信号带宽达到3.2 GHz,具有高分辨率成像、InSAR干涉成像以及全极化成像功能。文中提出一种新的采用空间辐射测量和频偏误差修正测量的分段测量与综合补偿的通道传递误差测量补偿方法,有效解决了高分辨率SAR宽频带收发系统中关键的多通道接收幅度相位误差校正问题,并在国内首次获得了优于0.1 m分辨率的SAR图像。文中详细介绍了系统的组成方案以及主要技术性能指标,重点探讨和分析了多通道系统的频带合成、系统幅度相位误差测量补偿、运动误差补偿和成像处理等实现技术,给出了测量、补偿和成像的试验结果。通过实际飞行试验,验证了高分辨率SAR系统的技术及方案的有效性和可行性。     

多通道声呐采集系统的设计

为了满足声呐信号处理中对多通道信号滤波及增益可调、同步采集、数据快速传输、数据可存储和实时分析的应用需求,设计了多通道采集系统包括多通道采集器和上位机控制界面。该采集器采用高性能现场可编程逻辑门阵列(FPGA)作为主控芯片,使用两颗高精度模数转换器(ADC)AD7768,并结合上位机控制下位机进行数据采集和处理,实现16通道并行数据采集、SD卡数据存储和上位机利用小波变换对接收到的数据进行去噪和时频分析等功能。以实际的水池进行声呐采集试验,该系统采样率可通过上位机配置进行切换,同步性能优于25 ns,数据存储速率为8.2 MB/s,实时性优于1.17 ms,能够满足海底复杂环境下信号特征数据处理的需求。     

复合材料结构实时撞击监测系统

为实时监测并评估发生在复合材料结构上的外部低速撞击,研制了一套基于压电传感器的被动式传感系统。系统包括分布式压电传感器网络、便携式采集硬件及分析软件。压电传感器网络覆盖结构被监测区域,并实时在线监测由于结构撞击而产生的应力波;多通道采集硬件并行采集各传感器信号,并以直接存储器访问(DMA)形式与分析软件进行数据交换;撞击事件评估采用了系统辨识技术,分析软件利用集成的系统辨识模型及获得的实时传感器数据对撞击位置和撞击载荷进行反问题求解。实验结果表明,研制的被动式传感系统能够准确辨识发生在复合材料结构上的撞击事件,并可有效估计撞击位置及撞击载荷历程。     

单光源、单探测器的近红外光学乳腺成像系统

阐述了一套基于频域技术的新型近红外光学乳腺成像系统.与本实验室曾经研制过的多光源、多探测器样机相比,此系统采用单光源、单探测器,因而从根本上避免了多通道成像系统中各路之间不匹配的现象,并简化了结构,同时降低了成本.仿体实验和临床实验结果证明,本系统具有较高的灵敏度和分辨率,可能成为一种行之有效的乳腺癌检测方法.     

基于FPGA的多通道红外图像实时采集系统

不同于传统的单通道采集系统,RMCIIA拥有3个独立的数据通道,这些数据通道可以匹配不同数据形式和数据速率的红外探测器,并且根据不同的数据采集需求,FPGA中功能模块的组成结构可以进行重构。RMCIIA还运用新一代的高速总线—PCI Express总线技术,对3个独立通道的大量图像数据进行高速数据传输,并通过实行"循环优先级"的VC仲裁策略进行流量控制和多通道调度,从而为进一步的多波段红外图像处理和图像融合算法提供实时的、同时的多通道数据流。首先详细描述RMCIIA的系统结构和FPGA内算法功能模块,然后对多通道数据采集所面临的新问题提出设计的解决方案,最后由实验测定系统的传输速率,并且与传统的图像采集系统进行对比。总之,RMCIIA实现了一个统一的多通道红外图像的实时采集系统。     

基于FPGA的多路并行混合数据存储系统

为了解决多路信号并行混合采集存储的问题,文中设计了一种以FPGA为控制芯片的多路并行采集存储系统。该系统选用XC6SLX163CSG324I为主控芯片,设计包括数据采集接收模块、数据存储模块、数据回读模块。数据接收模块包括16路模拟量数据、导引头(DYT)数据、脉冲编码调制(PCM)数据和控制命令数据。该系统充分利用FPGA可重构的优势,对内部资源合理利用,降低了硬件资源开销,对所接收数据进行多路并行采集存储;利用握手原则,减少了数据的丢失。实验结果表明,该系统存储速率最高可达25 Mbyte/s,且备用口回读数据时,帧计数连续,该系统准确性较高。     

高速多通道CCD图像数据处理与传输系统设计

针对航天光学遥感成像系统输出通道多、输出速率高的特点,提出一种高速、多通道CCD图像数据并行处理与传输系统的设计方案.该方案以FPGA为数据处理和控制核心,采用基于FPGA区域并行处理的数据处理方法,运用FPGA内部块RAM构建高速多通道CCD图像的缓冲区,在存取控制上采取区域缓存和时分复用的策略完成对高速多通道CCD...     

面向多通道控制系统的通道数可变的并行实时测试

为了对复杂多通道电机控制系统的不同通道数的控制单元进行并行灵活测试,提出了测试通道数灵活可变的多通道控制单元并行仿真实时测试方法。提出了面向对象的测试通道数灵活可变的思想;提出了支持被测对象通道数灵活可变的采集处理方案;采用双端口SRAM转换高速异步FIFO的高效数据存储方式和DMA与突发传输相结合的数据传输方法,实现系统高效数据存储和与计算机之间高速异步数据传输;采用基于FPGA并行采集、实时处理及PCI总线传输策略,改进了传统的PCI中断申请传输模式和PCI中断传输控制机制,克服了由被测对象通道数不同、计算机配置不同及应用程序相互干扰等问题带来的系统不稳定现象,实现系统与计算机之间稳定可靠的数据传输。对4～64通道数随机变化的控制单元进行并行测试试验,结果表明:通道数灵活可变、多通道控制单元并行测试状态稳定、可靠,满足预期要求。     

基于ADS6122和FPGA的多通道信号采集系统的设计

针对超声成像系统的信号采集要求,介绍了一种基于FPGA的多通道数据采集和传输系统的设计与实现。采用ADS6122,实现了12 bit、单通道最高采样频率达65 MHz的A/D转换电路。该系统采用FPGA进行逻辑控制,实现了高频信号单通道采集,低频信号多通道同时采集的数据采集系统。系统测试结果表明:当单通道模拟信号输入频率不超过7 MHz时,得到的采样速度和采样精度都能满足超声信号采集的高要求。该系统还可以作为相关多通道信号采集系统设计的参考。     

高速密集多路光电信号的并行采集与控制

针对激光光幕坐标靶测试中控制器I/O口不足的问题,提出现场可编程门阵列(FPGA)和单片机相结合实现高速密集多路光电信号的并行采集与控制.采用FPGA作为光电开关信号数据的采集和存储装置,单片机控制FPGA的工作,并处理、显示数据.对7.62 mm弹丸的过靶坐标进行了测试实验,结果证明,基于FPGA和单片机的高速密集多...     

基于DSP的多路数据采集系统的设计

DSP是一种适用于进行实时数字信号处理的微处理器。基于DSP的多路数据采集系统相对于基于单片机的数据采集系统更能满足数据采集系统在精确度和实时性方面的要求。它解决了数据采集系统中数据采集速度慢、不能多路数据同时采集的问题。文中首先对芯片CD4060和TMS302LF2407A的特点做了介绍,重点介绍了多路数据采集系统的系统组成、硬件设计和软件设计。该系统以TMS302LF2407A为控制核心,主要完成对外部多路模拟信号的快速、精确采集,实现对多路数据的采集与转换。     

左心室转子多路测试与控制系统

在工业生产和科学技术研究的各行业中,常常利用PC或工控机对各种数据进行采集.数据采集技术是信息科学的重要分支,是传感器、信号获取、存储与处理等信息技术结合.左心室转子位移多路测试系统是一种由4个部分构成的系统,包括电涡流传感器多路数据采集,A/D转换,高速的处理芯片DSP,12864液晶显示,多路DA功率驱动.主要是通过电涡流传感器采集信号,利用A/D转换器采集人工心脏转子位移信号,再通过PID实现对系统的控制,并且将多路采集的数据在12864液晶显示屏上直观的显示出来.     

多通道图像的并行处理

多通道图像的并行传输,具有多数据流及大数据量的特点, 采用区域并行的处理方式,对多通道图像信息进行并行处理;并以两片C6203B的DSP及大容量FPGA构成具有双总线结构、基于共享总线的嵌入并行处理系统,对多通道图像进行处理.实验结果表明在自行设计的嵌入式并行处理平台上,采用区域并行的处理方式,可对并行传输的多通道图像进行全视场实时处理,有效解决了多数据流、大数据量与系统实时性之间的矛盾,同时系统具有较强的扩展性.     

基于FPGA和TS201链路口的多通道数据采集系统设计

设计了一个基于TS201高速链路口的多通道数据采集系统。其中FPGA作为主控器件控制AD的数据采集,并把多通道数据整序通过链路口实时地送到TS201中。有效缓解了在多DSP共享总线平台上多通道数据采集系统引起的总线冲突,提高了信号处理平台的整体性能。