隨著第三代紅外探測器技術(shù)的不斷發(fā)展,紅外成像系統(tǒng)的性能得到了極大的提升,但是,在實際的調(diào)試和測試過程中會對紅外成像系統(tǒng)造成一定的磨損和消耗,因此紅外成像系統(tǒng)模擬器的研發(fā)工作越來越受到行業(yè)內(nèi)的重視。本文以紅外成像系統(tǒng)的工作原理為研究基礎(chǔ),設(shè)計了一套基于Virtex-4 FPGA的小型化紅外成像系統(tǒng)模擬器,采用并行和流水線計算方法實現(xiàn)了紅外成像物理效應(yīng)的實時仿真計算。首先,本文簡要的介紹了紅外成像系統(tǒng)的工作原理,并對紅外成像系統(tǒng)成像過程中主要的物理效應(yīng)進(jìn)行了總結(jié)。在此基礎(chǔ)上,構(gòu)建了紅外成像系統(tǒng)模擬器整體的仿真框架,重點介紹了模擬器系統(tǒng)硬件實現(xiàn)的模塊化設(shè)計架構(gòu)。其次,介紹了各功能模塊的實現(xiàn)細(xì)節(jié)。系統(tǒng)輸入與輸出模塊的主要功能是實現(xiàn)模擬器硬件平臺和主控計算機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信,接收DVI接口輸入的圖像數(shù)據(jù)并完成截斷操作,以及最終模擬探測器時序輸出仿真結(jié)果。系統(tǒng)存儲控制模塊的主要功能是利用Xilinx提供的MIG核來控制DDR2存儲器實現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的高速緩沖。紅外成像物理效應(yīng)實時仿真計算模塊的主要功能是利用并行和流水線計算方法實現(xiàn)各種紅外成像物理效應(yīng)的實時仿真計算,主要包括光學(xué)頭罩加熱特性、光學(xué)系統(tǒng)空間... 

【文章來源】：西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

紅外探測器模擬器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

[22]。此紅外探測器模擬器的整體結(jié)構(gòu)如圖 1.2 所示。圖1.2 紅外探測器模擬器的整體結(jié)構(gòu)圖2016 年，中國電科第四十一研究所劉磊、韓順利等人推出了一款高性能的紅外探測器模擬器，此紅外探測器模擬器不僅能夠模擬任意陣列規(guī)模的紅外焦平面探測器，最高可達(dá) 2048×2048 像元，而且能為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供其所需的模擬信號，包括幀、行、像元及相關(guān)雙采樣同步觸發(fā)信號等等，由于此紅外探測器模擬器在設(shè)計時進(jìn)行了定量化的驗證，所以具有很高的精度和準(zhǔn)確性[23]。圖 1.3 和圖 1.4 分別展示的是此紅外探測器模擬器的工作原理圖和實物圖。圖1.3 紅外探測器模擬器的工作原理圖

紅外探測器模擬器的工作原理圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種高性能紅外探測器模擬器的研制[J]. 劉磊,韓順利,李豐田,仵欣.  紅外. 2016(03)
[2]焦平面紅外探測器研究進(jìn)展[J]. 李維,武騰飛,王宇.  計測技術(shù). 2016(01)
[3]論第三代紅外探測器的需求及選擇[J]. 高丹,張喬喬.  科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2016(01)
[4]非制冷紅外焦平面探測器及其技術(shù)發(fā)展動態(tài)[J]. 馮濤,金偉其,司俊杰.  紅外技術(shù). 2015(03)
[5]紅外探測器模擬器中多通道數(shù)模轉(zhuǎn)換輸出不一致性校正[J]. 張冬陽,張建奇,何國經(jīng),袁衛(wèi).  強(qiáng)激光與粒子束. 2014(05)
[6]一種基于FPGA的紅外探測器模擬器的設(shè)計[J]. 董常軍,王朝林.  激光與紅外. 2014(02)
[7]紅外探測器材料與器件的發(fā)展[J]. 史衍麗.  科學(xué). 2013 (06)
[8]第三代紅外探測器的發(fā)展與選擇[J]. 史衍麗.  紅外技術(shù). 2013(01)
[9]紅外探測器的最新進(jìn)展[J]. 陳長水,劉榮挺,劉頌豪.  大氣與環(huán)境光學(xué)學(xué)報. 2013(01)
[10]DDR2 SDRAM控制器的設(shè)計及FPGA驗證[J]. 劉冠男,歐明雙,宋何娟.  中國集成電路. 2010(04)

博士論文
[1]紅外成像系統(tǒng)模擬器研制及其在系統(tǒng)性能評估中的應(yīng)用[D]. 張冬陽.西安電子科技大學(xué) 2016
[2]紅外成像傳感器仿真建模及模型仿真度評價[D]. 張福娣.西安電子科技大學(xué) 2015
[3]遠(yuǎn)紅外實時成像樣機(jī)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 楊鶴猛.天津大學(xué) 2012
[4]紅外成像系統(tǒng)性能評估方法研究[D]. 何國經(jīng).西安電子科技大學(xué) 2008
[5]紅外焦平面成像系統(tǒng)建模及TOD性能表征方法研究[D]. 王曉蕊.西安電子科技大學(xué) 2005

碩士論文
[1]地面典型目標(biāo)紅外探測技術(shù)研究[D]. 陸定斌.南京理工大學(xué) 2016
[2]基于FPGA的視頻圖像角點檢測方法研究[D]. 方明.華中科技大學(xué) 2015
[3]基于FPGA的DDR2 SDRAM控制器的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 余坦秀.西安電子科技大學(xué) 2014
[4]多頻實時跳頻雷達(dá)信號發(fā)生器的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 王帥.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[5]凝視型紅外成像系統(tǒng)虛擬樣機(jī)工程化技術(shù)研究[D]. 王逸群.西安電子科技大學(xué) 2013
[6]CMOS高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 唐承軍.上海交通大學(xué) 2012
[7]非制冷紅外圖像預(yù)處理系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D]. 金炎勝.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[8]凝視型高速紅外成像系統(tǒng)仿真[D]. 曾凡旋.西安電子科技大學(xué) 2011
[9]紅外成像探測器模擬器硬件平臺設(shè)計[D]. 郭文其.西安電子科技大學(xué) 2011
[10]基于紅外測溫的爐內(nèi)溫度場重構(gòu)方法初步研究[D]. 李勇.華北電力大學(xué)（北京） 2010



本文編號：3370638