基于DM642與FPGA的紅外熱成像遠(yuǎn)程通信控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、　　隨著紅外焦平面陣列和紅外探測(cè)器技術(shù)的發(fā)展,紅外熱成像技術(shù)越來(lái)越多地應(yīng)用到軍事、航天航空、醫(yī)學(xué)和監(jiān)控等領(lǐng)域,從而促進(jìn)了各種各樣的紅外熱像儀的產(chǎn)生和發(fā)展。紅外探測(cè)器接受物體輻射能量的同時(shí),還受到周圍環(huán)境溫度、輻射系統(tǒng)等因素共同作用,通過(guò)一種光電轉(zhuǎn)換裝置,就可以得到物體表面溫度的分布圖像,所以,紅外熱圖像也是溫度圖像。由于圖像視覺(jué)質(zhì)量會(huì)受到外界輻射等因素影響無(wú)法與可見(jiàn)光圖像相比,因而加重了系統(tǒng)后續(xù)處理的負(fù)擔(dān)。設(shè)計(jì)出一個(gè)高效、實(shí)時(shí)的紅外熱成

2、像系統(tǒng)就成為一項(xiàng)很重要的任務(wù)。
　　由于DSP技術(shù)和片上SOC技術(shù)的不斷發(fā)展,使得數(shù)字信號(hào)處理的理論可應(yīng)用到實(shí)際系統(tǒng)中。本文就是基于可編程邏輯門陣列(FPGA)和數(shù)字信號(hào)處理器(DM642)技術(shù)設(shè)計(jì)了一個(gè)紅外熱圖像遠(yuǎn)程通信控制系統(tǒng),核心處理器為TI公司的TMS320DM642和ALTERA公司的FPGA,論文給出了基于這兩個(gè)芯片的系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)。研究的主要內(nèi)容有：
　　(1)、研究了紅外熱圖像從“溫度”到“像素值”之

3、間的非線性變換閾值校正算法,通過(guò)對(duì)不同閾值得到的圖像進(jìn)行比較,選擇了一個(gè)合適的閾值進(jìn)行圖像算法校正,使圖像效果更好,細(xì)節(jié)更豐富,輪廓更清晰。
　　(2)、在 DSP 中嵌入了故障檢測(cè)算法以提高該系統(tǒng)在電器設(shè)備故障檢測(cè)的準(zhǔn)確率和實(shí)時(shí)性。提出了一種溫度模糊概率法,將電器設(shè)備的工作狀態(tài)分為正常狀態(tài)、一般故障、嚴(yán)重故障三模糊狀態(tài),并通過(guò)對(duì)設(shè)備老化以及目標(biāo)物體的工作溫度進(jìn)行補(bǔ)償,檢測(cè)的結(jié)果和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)相吻合。
　　(3)、利用DM6

4、42和FPGA強(qiáng)大的功能設(shè)計(jì)了硬件和軟件處理平臺(tái),并詳細(xì)的說(shuō)明了系統(tǒng)中各個(gè)模塊部分的電路設(shè)計(jì),包括采集電路模塊、DSP模塊、FPGA邏輯控制模塊、電源模塊等外圍電路。在系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中,主要闡述了DSP/BIOS配置,EDMA配置,TCP/IP以太網(wǎng)程序、NiosII處理器配置、信號(hào)預(yù)處理程序以及驅(qū)動(dòng)程序和應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)。
　　(4)、對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行綜合調(diào)試和測(cè)試,整個(gè)系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行。并將算法在硬件系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn),給出了實(shí)驗(yàn)測(cè)試