高速多通道CCD信号并行处理系统

为解决目前很多高速CCD(Charge Coupled Device)应用系统数据输出路数多,数据率高的问题,提出一种并行处理高速多通道CCD信号的系统架构,阐述了该系统的架构组成和实现方案,并对设计要点进行了分析.该系统采用FPGA(Filed Programmble Gate Array),时分复用,LVDS(Low Voltage Differential Signal)和SCSI(Small Computer System Interface)存储等技术.研究结果表明,该设计具有较好的稳定性,灵活性和通用性等,并已成功应用于某8通道高速TDICCD(Time Delay Integration Charge Couple Device)成像系统的设计中,数据率高达1.28 Gbit/s.     

BD2/GPS高精度同步时钟装置的设计与应用

针对CCD(Charge Coupled Device)相机在探测脉冲激光光斑过程中曝光时刻与脉冲激光同步的问题, 提出一种利用超前预测方式同步触发CCD相机抓拍光斑图像的高精度时钟源设计方案。该装置主要采用北斗2导航系统(BD2： BeiDou2 navigation satellite system)/全球定位系统(GPS： Global Positioning System), 双模接收单元提供的协调世界时(UTC： Universal Time Coordinated）时间以及高精度秒脉冲（PPS： One-Pulse Per -Second）时间基准作为同步时钟装置的基准源, 并结合现场可编程门阵列(FPGA： Field Programmable Gate Array)高速时序计算与微控制单元接口技术, 保证CCD相机同步抓拍时间, 从而完成高精度的同步触发。实验表明, 该装置可以提供微秒级时间同步精度和标准授时信息, 有效地缩短了CCD相机曝光时间, 得到完整清晰的高信噪比脉冲激光光斑图像。     

面阵CCD视频信息获取技术与实现

针对面阵帧转移CCD探测器,深入研究分析其工作原理,为满足视频应用的需求,结合CCD探测器驱动电平要求和输出信号的基本特征,设计了相应的前端电路,保证探测器稳定工作,实现其高性能。试验结果表明：该信息获取电路设计满足视频相机系统工作要求,并具有集成度高、功耗低、稳定性好的特点。     

J-TEXT托卡马克上的可见光CCD成像系统

在中型聚变实验装置J-TEXT托卡马克上成功地研制了一套可见光CCD(12harge Coupled Device)成像系统.该系统可沿切向实时观察整个等离子体横截面的可见光辐射图形.该系统的核心器件CCD相机分辨率为659×494,最高帧率110f/s,可按选择捕捉彩色或黑白图片.详细地描述了该成像系统的组成、CCD相机的控制流程以及实际应用的结果.该系统能直观地展现等离子体放电过程,是J-TEXT装置放电运行中必备的重要诊断手段.     

基于面阵CCD的快速曝光图像采集系统

为了实现高速运动物体的高品质实时检测,提出一种基于面阵CCD的快速曝光图像采集系统的设计方法。采用VSP01M01作为驱动芯片,在外触发模式下,在同一帧图像的读出脉冲之前进行曝光,以FPGA作为图像采集系统的控制核心,完成对快速运动图像的快速采集。实验测试表明,系统具有性能稳定、数据传输实时性强、图像品质高,快门时间最快可达10-4s,充分满足了工业现场对相机采集快门速度的要求,此系统已在以直线电机为运动载体的轴承检测中实现。     

基于CPLD的线阵CCD动态驱动电路设计与应用

提出了一种基于CPLD的新型线阵CCD动态驱动电路的设计方法，系统微处理器根据光强变化，调节输出的空驱动数目，从而动态控制光积分时间。采用该驱动电路，系统可在高速工作主频下，获得较高的系统采样精度，并且解决了CCD输出信号受环境影响而产生的饱和失真和背景与物体无法分开的问题。目前，此驱动电路已应用于钢厂带钢纵切机组自动对中系统中，效果良好。     

CCD图像传感器及其视频信号处理电路的应用

首先对CCD的工作原理进行简单的介绍,然后对CCD输出的信号特性进行简要描述。最后介绍专用CCD信号处理芯片VSP2212在相机设计中的应用。     

嵌入式图像采集及自主足球机器人视觉系统

在分析已有视频采集处理系统实现方法优劣的基础上,针对一些方法的不足,设计了基于CPLD(Complex Programmable Logic Device)和DSP(Digital Signal Processor)的嵌入式图像采集系统,包括CCD(Charge Coupled Device)摄像头、SAA7111A,AL422B,EPM7128及TMS320VC5402,对系统各个组成模块间的接口进行了详细的分析,并应用于自主式足球机器人的视觉系统.与利用PC104 的视觉系统相比,体积只有原系统的1/3,功耗仅为原系统的1/10.     

一种数码相机的等效焦距测试方法

给出了一种焦距测试方法,用于测量数码相机电荷藕合器件（CCD）与传统光学相机相等效的焦距。分析数码相机CCD的设计特点,指出其在使用光学成像公式计算焦距时遇到的问题。设计两种测量CCD等效焦距的实验方法,分别利用物像距离与物像长度的比例关系和平行双目成像原理,得到与CCD焦距极值对应的等效焦距。由此计算等效焦距的换算比例,最终得出该数码相机所照任意一张照片的等效焦距。实验结果验证了数码相机生产厂所给出的CCD规格说明,表明该方法可以在一定的测量精度要求下,快速有效地标定数码相机焦距。     

风电主机架自动焊接焊缝检测系统设计

在风电主机架自动焊接过程中,对焊弧焦点位置和姿态都有严格要求,焊弧焦点中心必须准确地沿着拼缝中心轨迹运动,焊弧焦点距拼缝表面要保持合适的离焦量.依据焊接工艺要求,利用远心镜头、高速CCD相机和多个线光源激光器,设计了风电主机架自动焊接焊缝测量系统,给出了一种图像灰度积分的焊缝测量算法,并进行了验证实验.结果表明:该测量系统可以准确地检测出焊缝极限边界及有效宽度,同时,该检测算法具有较强的自校验能力,能满足实际要求.     

一种应用于石英音叉增强型光谱的前置放大电路

针对目前石英增强光声光谱系统存在音叉输出高阻抗和受噪声辐射影响较大的不利因素,本文设计了一种高输入阻抗、高信噪比的前置放大器。该方案使用高输入阻抗运算放大器,减小音叉两级的信号线长度,使用两路信号相减的方式降低噪音和串接的音叉来提高信号,进一步提高信噪比。并在该放大器的基础上,使用压电陶瓷直接激发音叉的方法精确测量了音叉的共振中心频率和Q值。经实验检验,该放大器模块性能稳定、信噪比高且成本低。     

基于负数位矢搜索的新型OFDM系统

基于实信号序列经反快速傅里叶变换（IFFT）,进行任意位数循环移位和快速傅里叶变换（FFT）,其幅值保持不变的特性提出了一种新颖的OFDM系统结构设计.通过研究发现在OFDM系统接收端得到的复数序列在星座图中的分布位置与原实数序列的正负性具有确定的对应关系,并据此给出了一种适用于MPSK调制的OFDM系统设计方法.仿真结果表明构建的OFDM系统能有效克服多径效应、多普勒效应以及信道高斯噪音对系统性能的影响.当SNR高于10dB时,即使接收终端速度达500km/h,其BER仍低于10-1.     

空间CCD相机动力学环境模拟研究

为了改进空间CCD相机的结构设计性能,应用CAE技术对空间CCD相机进行模态分析、频率响应分析等动力学特性研究。分析计算表明空间CCD相机的自然频率足够高,一阶模态达到180Hz以上,保证了空间CCD相机在外界动态载荷低频振动作用下的动力学响应。有限元分析结果为空间CCD相机的结构设计提供了必要的指导。     

改进的OFDM系统自适应资源分配算法

在自适应正交频分复用(OFDM： Orthogonal Frequency Division Multiplexing)系统中, 传统迭代注水功率分配（IWFP： Iterative Water Filling Power）算法对星座规模量化程度要求过高, 实际应用性不强。为此, 在发射总功率和系统误码率上限恒定的条件下, 提出了一种基于IWFP算法的改进算法。该算法在IWFP算法基础上进行了比特和功率分配的二次调整, 算法更加符合系统调制的星座规模和实际发射需求。仿真结果表明, 在误比特率（BER： Bit Error Rate）为10^-4时, 改进算法对信噪比的要求比IWFP算法高约3 dB, 比未经自适应调制的OFDM系统功率比特分配算法即等功率分配算法（EPA： Equalization Power Algorithm）低8 dB, 接近于系统的最优性能, 且运算复杂度不高。     

高清图像跟踪器设计与实现

摘要：为了提高导引头中图像跟踪器的性能,选用具有Camera Link 接口的高清摄像机作为图像跟踪器的视频输入,设计了一款以DSP FPGA为核心架构的高清图像跟踪器。该图像跟踪器采用全数字式接口,实现了对图像数据的实时采集,目标跟踪,视频输出等功能。     

摄象机校准的算法研究

本文阐述了在只给出ＣＣＤ成象面垂直方向相邻光敏元的距离时的摄象机校准算法．在解非线性方程时利用广义牛顿算法及伪逆算法的结合求出了摄象机参数的精确解．采用摄象机校准误差来评价摄象机校准的精度，并示出了对ＣＣＤ摄象机进行校准的实验结果．进行计算机模拟，分析了影响摄象机校准误差的各种因素．     

基于高频锁相环路的光速测量实验系统设计

针对差频相位法光速测量的频率漂移等问题,该设计系统采用高频锁相、自动增益控制、数字测相和同轴光学系统等技术,提高了差频相位测量法光速测量的稳定性和测量精度,从而使实验室光速测量更为便捷和精确。     

基于FPGA 的高分辨率科学级CMOS 相机设计

针对高分辨率科学级相机应用广泛,国内需求量大的背景,设计了基于长光辰芯公司GSENSE400 图像传 感器的国产化高分辨率科学级CMOS( Complementary Metal Qxide Semiconductor) 相机。该相机系统包括基于FPGA ( Field Programmable Gate Array) 的数据采集、控制与Camera-Link 输出设计。FPGA 主要包含SPI( Serial Peripheral Interface) 配置模块、CMOS 时序驱动模块、数据采集模块、Camera-Link 数据转换模块以及串口通信模块。根据 CMOS 的时序逻辑,在FPGA 中实现了CMOS 驱动时序的设计。根据相机输出HDR( High-Dynamic Range) 图像的 数据量,同时为了简化FPGA 数据传输模块的设计,通过使用1 片DS90CR287 芯片,选用Camera-Link的base 模式 进行图像数据的传输,并实现串口对相机的控制。对该相机系统进行成像测试,实现了HDR 模式下连续输出 24 帧,2 048 × 2 048 像素,低读出噪声、高灵敏度、高动态范围图像,基本满足科学级成像条件的需求。     

Linux平台下高分辨率摄像头设备USB驱动的研究与改进

开源的Linux操作系统由于系统稳定、兼容性好、易于移植及网络功能强大等优点,越来越多地被使用在各种应用环境.同时随着USB2.0 高速数据传输在实际生产中的广泛使用,已有的摄像头视频设备的驱动已经不能很好地与之相适应.文章对原有Linux系统自带的驱动进行了分析,引入了采用Relay技术实现内核空间到用户空间的大数据量传输,从而提高了USB摄像头设备的数据传输速度.