基于DSP的井下图像采集系统研究

论文摘要

侧向多镜头成像视频测井仪是获得井下侧向图像的测井仪器。基于DSP的井下图像采集系统是侧向多镜头成像视频测井仪的井下图像获取及控制电路的主要部分,通过它采集井下的图像,并把采集到的图像数据传输给后端设备。论文主要讨论了基于DSP的井下图像采集系统的设计,并从硬件和软件两方面进行了详细的研究。基于DSP的井下图像采集系统所采用的照明光源为通过特殊设计的环形光源板,并由12C总线型式的数字电位器控制其光强。8个均匀分布的90度弯曲光锥把侧面的图像传至同一个成像平面,用具有Camera Link接口的CCD相机作为图像传感器采集该图像,并以差分信号LVDS的形式把图像数据传输给系统的接口模块。接口模块把LVDS信号转换为TTL/CMOS信号再传输给主控芯片TMS320DM6437。主控芯片TMS320DM6437接收到图像数据后通过一个具有USB2.0接口的芯片CY7C68013把图像数据传输给后端设备,完成图像的采集工作。最后,本文对系统各个模块进行了详细测试和分析。测试结果表明本文所设计的基于DSP的井下图像采集系统各部分工作正常,实现了图像的高速传输,同时具有光源照明强度可调、图像大小可调等优点,满足侧向多镜头成像视频测井仪对井下图像采集的要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 目的及意义
• 1.2 井下图像采集系统背景及国内外发展现状
• 1.3 本论文主要研究内容及章节安排
• 第二章 井下图像采集系统总体设计方案
• 2.1 图像采集的基本方法及原理
• 2.1.1 图像采集处理技术的发展
• 2.1.2 图像采集系统的基本结构
• 2.2 井下图像采集系统的基本结构及工作原理
• 2.3 系统硬件总体设计
• 2.4 系统软件总体设计
• 2.5 小结
• 第三章 井下图像采集系统硬件设计
• 3.1 井下图像采集系统硬件结构
• 3.2 光源模块设计
• 3.2.1 光源板设计
• 3.2.2 光源控制电路设计
• 3.3 电源模块设计
• 3.3.1 电源模块基本结构
• 3.3.2 电源模块电路设计
• 3.4 图像采集模块设计
• 3.4.1 图像传输Camera Link协议介绍
• 3.4.2 图像传感器的选取及介绍
• 3.4.3 图像采集接口电路设计
• 3.5 控制与发射模块设计
• 3.5.1 控制芯片与USB芯片选择
• 3.5.2 控制和发送模块电路设计
• 3.6 小结
• 第四章 井下图像采集系统软件设计
• 4.1 系统主程序
• 4.2 光源强度控制程序
• 2C协议介绍'>4.2.1 I²C协议介绍
• 2C协议的光源强度控制子程序'>4.2.2 基于I²C协议的光源强度控制子程序
• 4.3 CCD控制子程序
• 4.3.1 CCD传输命令格式
• 4.3.2 CCD信号时序
• 4.3.3 CCD控制子程序流程
• 4.4 USB图像发送子程序
• 4.5 小结
• 第五章 调试与分析
• 5.1 井下图像采集系统调试和分析
• 5.1.1 电源模块调试和分析
• 5.1.2 光源模块调试和分析
• 5.1.3 图像采集和发送模块调试和分析
• 5.1.4 井下图像采集系统调试和分析
• 5.2 小结
• 第六章 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 详细摘要