捕控吊舱画面显示系统设计

论文摘要

捕控吊舱指挂在飞机、船舶等运动载体外的舱体有效载荷容器装置，主要作用是完成对目标的检测与跟踪任务。课题来源于天津大学与中国航天科工集团某所合作设计应用于飞机吊舱中的捕控吊舱画面显示系统，具有捕获、搜索、跟踪目标的功能。现在该系统已经成功交付使用，并且达到了既定的目标。论文提出了一种基于TI公司TMS320DM642 DSP平台的画面显示系统设计方案。该系统以工控机和CPLD为控制核心，可完成图像的采集、处理和显示。图像采集包括两种方式:第一种是采用CCD摄像头采集，并通过视频解码器完成数字化;第二种是直接从SD卡中读取图像数据。图像数据将被送至DSP完成相应处理，然后将处理后的图像输出到输出缓冲区。显示过程是将输出缓冲区中的图像信息经视频编码器编码成CvBS信号通过电视显示。论文首先介绍了该系统各处理单元的选择依据和总体设计方案。然后在此基础之上设计开发了捕控吊舱画面显示系统的硬件平台，并且对该硬件平台的各个功能单元进行了详细的说明，包括DSP图像处理模块、视频捕获通道和视频采集通道，电源模块等。之后设计开发了该画面显示系统的软件部分，包括该DsP硬件平台上各个功能单元的软件设计，CPLD控制程序的编写，FLASH芯片烧写，该系统中图像处理所采用的几何变换方法以及在图像上添加标尺和文字的方法。最后详细讨论了使用优化方法对软件设计进行的优化。通过这些优化方法，大大提高了DM642上图像处理的速度，实现了实时显示图像变换结果的设计目标。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 课题的研究内容及难点
• 1.3 论文结构安排
• 第二章 系统总体方案设计
• 2.1 项目需求分析
• 2.1.1 主处理单元选择依据
• 2.1.2 编解码器选择依据
• 2.1.3 其他模块选择依据
• 2.1.4 系统总体选择方案
• 2.2 系统硬件总体设计
• 2.2.1 工控机概述
• 2.2.2 ISA 总线简介
• 2.2.3 TMS320DM642 简介
• 2.2.4 视频解码器SAA7115
• 2.2.5 视频编码器SAA7121H
• 2.3 系统软件和算法设计
• 2.3.1 DSP 集成开发环境CCS
• 2.3.2 颜色空间转换
• 2.3.3 JPEG 编解码
• 2.4 本章小结
• 第三章 系统的硬件设计
• 3.1 系统的组成原理框图
• 3.2 DSP 图像处理模块
• 3.2.1 DM642 视频口
• 3.2.2 扩展的直接存储器访问EDMA
• 3.2.3 多通道缓冲串口McBSP
• 2C 总线模块'>3.2.4 I²C 总线模块
• 3.3 视频捕获通道
• 3.4 视频显示通道
• 3.5 电源模块设计
• 3.6 本章小结
• 第四章 系统的软件设计
• 4.1 系统软件设计总体框架
• 4.2 系统各模块程序设计
• 4.2.1 EDMA 程序设计
• 2C 程序设计'>4.2.2 I²C 程序设计
• 4.2.3 McBSP 程序设计
• 4.2.4 存储空间和Cache 的使用
• 4.2.5 系统采集模块设计
• 4.2.6 系统显示模块设计
• 4.3 CPLD 程序控制
• 4.4 Flash 芯片烧写
• 4.5 图像的几何变换
• 4.5.1 图像平移
• 4.5.2 图像的缩放
• 4.5.3 图像的旋转
• 4.6 在图像上添加文字和标尺
• 4.6.1 添加标尺
• 4.6.2 添加文字
• 4.7 程序优化
• 4.7.1 算法优化
• 4.7.2 删除冗余代码和建立表格
• 4.7.3 循环展开
• 4.7.4 编译选项的优化
• 4.8 本章小结
• 第五章 画面显示系统功能实现
• 5.1 实验装置
• 5.2 视频通与视频断状态
• 5.3 搜索与跟踪状态
• 5.4 宽视场与窄视场状态
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 工作总结
• 6.2 下一步工作展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢