多TDICCD拼接相机成像非均匀性实时校正的硬件实现

提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)平台实现的成像非均匀性实时校正算法来解决遥感多时间延迟积分(TDI)CCD拼接相机存在的问题。首先介绍了拼接相机成像非均匀性(PRNU)的定义及其产生的原因,然后针对拼接相机的特点,提出了一种通道内用两点定标法、通道间用增益平均法、片间用自适应场景补偿法的复合非均匀性校正算法。从可靠性和实时性考虑,选择在相机信号处理FPGA硬件平台上实现校正算法,针对FPGA的运算能力改进算法并分析误差,同时给出星上定标和校正因子修正的方案。实验结果表明,该算法可将单片TDICCD的成像非均匀性从4.82%降低到0.27%,最终拼接图像的非均匀性降低到0.41%,且实时性好、效率高、可满足实际工程需求。

高速多光谱TDICCD图像数据传输系统

为了解决高速多通道CCD应用时数据传输路数多、数据率高的问题,研制了高速多光谱TDICCD的图像数据传输系统,并在实际工程应用中取得良好效果。阐述了系统总体设计思想和FPGA实现方案,并对FPGA功能划分、时分复用存储及LVDS接口等设计要点进行详细分析,最终系统实现了5片TDICCD共60通道并行图像数据转7路串行图像数据输出。实验结果表明,单路数据率最高达到1.38Gbit/s,系统总有效数据率达到8.66Gbit/s,且系统稳定可靠,方便移植。

航天高速TDICCD相机视频信号采样技术

针对航天高速TDICCD相机,为了提高其成像质量,提出了对相关双采样信号进行纳秒级延时的精确采样方法和对驱动芯片的温度漂移进行自适应补偿的方法。首先介绍了相关双采样(CDS)的原理,分析了采样位置对TDICCD相机的影响,然后提出了利用FPGA内部进位链资源实现纳秒级延时从而对采样信号进行精确调整的方法,同时分析了驱动芯片的温度漂移效应导致对CCD输出信号的影响,提出了一种针对温度漂移对采样信号进行自适应调整的方法,来满足采样时序关系。利用实际工程中的成像系统对采样位置精度及高低温环境分别进行了实验。实验结果表明,提出的方法能实现采样信号的精确调整,有效的提高图像的动态范围,同时能对驱动芯片温度漂移进行自适应补偿。未补偿前,在低温度-36℃时图像的信噪比为37.4dB,补偿后图像的信噪比为51dB。

双抽头CCD图像整合优化设计

为了解决双抽头CCD输出图像顺序不一致的问题,提出了一种改进的RAM软件设计方法,并对其数据进行重新整合。首先,利用XILINX VIRTEX系列现场可编程门阵列(FPGA)的内部Block RAM构造形成双端口RAM。其次,利用双抽头CCD的第一个抽头数据在整合前后没有变化的特点,改进了传统的乒乓操作方法,实现了对整片CCD输出的整合。与传统的图像整合方法相比,该方法对硬件的资源占用率节省了25%。利用ModelSim软件对该方法进行仿真实验,验证了其正确性和有效性。该方法节约了硬件资源,降低了硬件成本,并已成功应用在实际工程项目中。

新工科下测控专业实践创新能力培养研究

由于新工科人才培养的核心在于对学生工程实践能力和创新能力的培养,长春工业大学测控技术与仪器专业展开了对人才培养模式改革的探索,旨在切实提高地方工科院校所培养学生的工程实践能力和创新能力。从测控技术与仪器专业人才培养问题、相关院校调研、主要研究内容、研究方法和实施步骤等方面进行分析,开展提高地方工科院校测控技术与仪器专业工程实践创新能力培养模式的研究。

地方工科院校仪器类专业主干课程《测控技术与系统》在应用创新型人才培养中的作用探讨

2015年长春工业大学测控技术与仪器专业被批准为吉林省高等学校卓越工程师教育培养计划试点专业,本文结合长春工业大学测控技术与仪器专业新一轮本科培养计划的修订(2018版),分析应用创新型人才培养模式与课程体系之间的关系,以专业主干课程《测控技术与系统》为例,给出对本科生所需具备知识和能力培养的支撑与分析。