用于空間交會對接的光學(xué)敏感器圖像采集系統(tǒng)研制.pdf

1、目前對于交會對接過程中空間目標(biāo)器的位置和姿態(tài)測量,主要采用微波雷達(dá)技術(shù)、計(jì)算機(jī)視覺和激光技術(shù)。近年來將CCD/CMOS相機(jī)作為對接過程中測量系統(tǒng)的光學(xué)敏感器是一種新的思路。本文主要針對“探月三期交會對接光學(xué)敏感器演示樣機(jī)研制”項(xiàng)目的需求,研制一種基于FPGA和DSP的嵌入式實(shí)時(shí)圖像采集與處理系統(tǒng)樣機(jī)。
　　文中根據(jù)指標(biāo)要求完成總體方案設(shè)計(jì),采用CameraLink接口工業(yè)相機(jī)作為光學(xué)敏感器。將FPGA作為數(shù)據(jù)采集、高速緩存、圖像實(shí)

2、時(shí)顯示的主要控制器,DSP作為特征提取、目標(biāo)空間坐標(biāo)解算等工作的核心處理器實(shí)現(xiàn)高分辨率下的實(shí)時(shí)測量。
　　進(jìn)行了CameraLink高速傳輸接口、高速數(shù)據(jù)緩存、VGA圖像顯示、FPGA和DSP的連接、DSP處理器以及電源、時(shí)鐘、復(fù)位等電路的設(shè)計(jì),完成了電裝調(diào)試。
　　在FPGA內(nèi)部通過邏輯設(shè)計(jì)對相機(jī)進(jìn)行控制;對高速圖像數(shù)據(jù)的采用雙緩沖存儲體切換的方式進(jìn)行存儲;在圖像顯示過程中為了使圖像分辨率和通用顯示器的分辨率匹配,對圖像進(jìn)

3、行了分辨率的實(shí)時(shí)調(diào)整;設(shè)計(jì)FPGA與DSP對存儲器中數(shù)據(jù)的共享方式,使DSP直接讀取連接到FPGA的存儲器中的數(shù)據(jù);在DSP中完成對數(shù)據(jù)的讀取以及對合作點(diǎn)目標(biāo)的質(zhì)心定位,為實(shí)驗(yàn)提供支持。
　　通過圖像的正確顯示驗(yàn)證圖像采集電路設(shè)計(jì)的正確性;針對合作點(diǎn)目標(biāo)進(jìn)行質(zhì)心提取實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證圖像采集系統(tǒng)的可靠性;根據(jù)從數(shù)據(jù)采集到DSP完成計(jì)算輸出結(jié)果的耗時(shí)得到系統(tǒng)的處理速度。
　　該系統(tǒng)體積小、重量輕、功耗低,作為一個(gè)完整的圖像采集及處理系統(tǒng)