论文摘要
本论文是以课题项目“某空中弹道光电测量系统”中电视跟踪器的研制为背景展开的。电视跟踪器是光电跟踪测量系统的重要组成部分,其主要功能是对摄像机输出的视频信号进行实时处理,计算目标脱靶量,并将目标脱靶量实时传送给主控计算机。本文针对电视跟踪器大数据流量与极高处理速度的特点,以及对导弹等复杂目标跟踪实时性的要求,同时结合已有技术储备和当前先进器件,研究使用基于DSP+FPGA架构的电视跟踪器的设计。系统采用多片高速数字信号处理器TMS320C6416作为核心处理器来完成视频图像中目标的识别及全视场、形心、相关、边缘四种跟踪处理算法,从而在每场时间内实时给出脱靶量;FPGA作为协处理器,负责各接口的逻辑时序控制、视频图像的采集、预处理以及最终的结果显示;使用PC104与主控计算机实时传送脱靶量,并接受来自主控计算机的方位、俯仰和时间等信息,同时根据面板按键或主控计算机的命令来决定处理器的工作方式及跟踪模式。论文针对传统中值滤波算法实时性差和资源占用率高的缺点,提出了一种基于FPGA的快速中值滤波算法,很好的满足了系统实时性的要求;利用FPGA内部实现的高速FIFO接入DSP的CE空间,成功实现了DSP和FPGA间的无缝接口;系统DSP部分巧妙利用EDMA传输机制,在无需CPU干预的情况下,完成了视频数据从FPGA到L2的缓冲加载。外场实验证明,该电视跟踪器在进行复杂算法和目标提取方面比以前的单DSP系统更容易满足实时性要求,提高了系统的整体性能。
论文目录
摘要Abstract目录第一章 绪论1.1 电视跟踪系统简介1.2 国内外发展现状1.3 课题研究背景1.4 论文主要内容和结构安排第二章 电视跟踪器设计相关技术研究2.1 电视跟踪测量原理2.2 常用的目标跟踪算法2.2.1 波门跟踪2.2.1.1 形心跟踪2.2.1.2 边缘跟踪2.2.2 相关跟踪2.3 视频图像信号2.3.1 全电视信号2.3.2 数字视频信号2.3.3 CCIR-656数字视频信号标准2.4 视频图像的噪声抑制2.4.1 均值滤波2.4.2 中值滤波第三章 电视跟踪器整体设计3.1 电视跟踪器整体设计思想3.2 电视跟踪器原理设计3.3 电视跟踪器硬件整体设计3.3.1 预处理板3.3.2 视频处理板3.3.3 I/O电路板3.4 电视跟踪器软件设计流程3.5 电视跟踪器核心器件介绍3.5.1 TMS320C6000系列DSP（C6416）3.5.2 FPGA简介（EP1C6Q240C8）第四章 基于DSP的视频处理板设计4.1 视频处理板整体设计4.2 DSP外围电路设计4.2.1 电源电路设计4.2.2 监控电路设计4.3 DSP的EMIF接口设计4.4 EDMA结构及EDMA通道的设计4.4.1 EDMA控制器的结构4.4.2 EDMA通道的设计4.5 DSP的引导装载4.6 视频处理板硬件调试及遇到问题的解决4.6.1 视频处理板硬件调试4.6.2 硬件调试中遇到问题的解决4.7 全视场模块的DSP实现第五章 基于FPGA的预处理板设计5.1 预处理板整体设计5.2 视频数据采集模块设计5.2.1 视频数据采集模块5.2.2 视频采集模块的硬件实现5.3 视频数据缓冲模块设计5.3.1 异步时钟域的解决方法5.3.2 异步FIFO的FPGA实现5.4 基于快速中值滤波的预处理模块设计5.4.1 快速中值滤波思想5.4.2 快速中值滤波的FPGA实现5.4.2.1 双输入排序单元5.4.2.2 三输入排序单元5.4.2.3 FPGA内部工作流程5.4.3 实验结果5.5 视频叠加模块设计5.5.1 视频叠加原理5.5.2 视频叠加实现第六章 总结与展望参考文献发表或已录用学术论文致谢
相关论文文献
标签：光电跟踪测量论文; 脱靶量论文; 快速中值滤波论文; 传输论文;
