近场无线光通信中高帧频跟踪系统设计

针对近场无线光通信跟踪系统的跟踪精度低和稳定性差问题,基于FPGA和DSP平台设计了一套CMOS传感器高帧频跟踪系统;首先,设计乒乓高速缓存和图像开窗提高采集速率;通过FPGA和DSP核间高速通信方式保证传输的实时性;然后,采用一种基于目标灰度特性和形状特性的亚像素光斑定位算法,并在DSP中实时计算出光斑中心,通过RS422输出给电机驱动模块以控制云台跟踪目标;最后以UDP巨型包传输方式将图像传输到上位机显示。实验结果表明:当帧频从220 f/s提高到10000 f/s时,跟踪标准差从0.4个像素降低到0.08个像素,系统的跟踪精度从0.1 mrad提高到了0.02 mrad;有效提高了跟踪精度和跟踪稳定性,能够满足系统要求。