学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

CMOS星敏感器图像采集系统研究

作　者: 董继鹏
导　师: 张迎春
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 控制科学与工程
关键词: CMOS图像传感器 CPLD SDRAM 图像缓存
分类号: V448.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 154次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

星敏感器是一种高精度的姿态敏感器,广泛应用于卫星、远程弹道导弹、深空探测的姿态测量中。目前星敏感器应用的标准图像传感器是CCD,然而传统的CCD星敏感器集成度低、外围支持电路复杂、多电压供电、成本高等缺点已越来越难以满足航天器发展的需求。随着CMOS有源图像传感器的工艺进步,将体积小、功耗低、抗干扰能力强的CMOS图像传感器替代CCD应用于星敏感器的图像采集系统成为下一代星敏感器发展的目标。论文以开发CMOS星敏感器原理样机为目的,研究了CMOS星敏感器的图像采集系统。为了降低图像采集系统的功耗、体积和提高数据更新率,设计了一种以SDRAM为缓存的图像采集系统。该系统采用CPLD将CMOS图像传感器输出的数字图像数据进行调制后直接缓存到SDRAM中,图像缓存过程由DSP启动,SDRAM的写操作首先被图像传感器的像素输出时钟触发,然后由SDRAM的主时钟进行同步,在一帧图像采集完成后CPLD通知DSP图像采集结束。DSP在整个过程中负责初始化CMOS图像传感器和SDRAM存储器,在系统正常工作时通过与CPLD的握手信号控制整个工作流程。本文设计了CMOS星敏感器的图像采集系统的软硬件部分,并在PC机上实现了彩色图像的合成和显示等功能。图像采集系统具有体积小、质量轻、功耗低的优点,实验结果表明,它能够完成图像数据的采集。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第1章绪论  7-14
  1.1 课题背景和意义  7
  1.2 星敏感器技术综述  7-13
    1.2.1 星敏感器工作概述  7-9
    1.2.2 星敏感器发展过程  9-11
    1.2.3 星敏感器研究现状及发展趋势  11-13
  1.3 本文的主要研究工作及结构安排  13-14
第2章图像采集系统总体方案设计  14-24
  2.1 引言  14
  2.2 星敏感器系统性能分析  14-15
  2.3 图像采集系统总体方案  15-18
    2.3.1 总体方案  15-17
    2.3.2 系统工作流程  17-18
  2.4 图像采集系统的技术分析  18-20
    2.4.1 主要技术细节  18-19
    2.4.2 系统可行性分析  19-20
  2.5 图像传感器OV9620  20-23
  2.6 本章小节  23-24
第3章图像采集系统的原理性设计  24-45
  3.1 引言  24
  3.2 CMOS 图像传感器的驱动  24-27
    3.2.1 SCCB 协议  24-25
    3.2.2 OV9620 的配置  25-27
  3.3 同步动态随机存储器  27-34
    3.3.1 SDRAM 的接口  27-29
    3.3.2 SDRAM 的基本操作及工作时序  29-34
  3.4 DSP 对SDRAM 的控制  34-37
    3.4.1 SDRAM 初始化  34-36
    3.4.2 DSP 对SDRAM 缓存图像的读取  36
    3.4.3 CPLD 与DSP 之间的接口信号  36-37
  3.5 图像缓存接口时序的实现  37-44
    3.5.1 EPM570T144C5 技术  37
    3.5.2 硬件描述语言VHDL  37-38
    3.5.3 CPLD 图像缓存接口设计  38-40
    3.5.4 CPLD 图像缓存接口的实现  40-44
  3.6 本章小结  44-45
第4章图像采集系统的硬件实现及测试  45-61
  4.1 概述  45
  4.2 图像采集系统的硬件实现  45-54
    4.2.1 CPLD 时序控制电路  47-50
    4.2.2 CMOS 及图像缓存电路  50-54
  4.3 RGB 图像数据的显示  54-59
    4.3.1 RGB 颜色模型  54-55
    4.3.2 彩色图像合成与图像显示  55-59
  4.4 图像采集系统的测试与分析  59-60
  4.5 本章小结  60-61
结论  61-62
参考文献  62-66
致谢  66

CMOS星敏感器图像采集系统研究

内容摘要

全文目录

相似论文