学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

CMOS星敏感器硬件系统设计

作　者: 陈勇昌
导　师: 桑红石
学　校: 华中科技大学
专　业: 模式识别与智能系统
关键词: 星敏感器姿态确定 ARM
分类号: TP212
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 199次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

星敏感器是天文导航系统的主要设备,是一种高精度、高可靠性的姿态测量部件。随着天文导航技术不断进步,星敏感器的硬件和软件技术得到了迅速的发展,尤其基于CMOS的星敏感器以其体积小、重量轻、精度高的特点成为近年来各国航天技术的发展热点。论文首先介绍了星敏感器的基本原理,并比较了CCD传感器和CMOS传感器的基本特点,为系统的研究工作提供了理论依据。论文接着深入分析了系统的核心部件CMOS图像敏感器STAR250的性能特点,并在此基础上,结合系统的应用要求,完成了一种高精度,低成本,低功耗的CMOS星敏感器的硬件设计。本论文研究的重点在FPGA逻辑的设计,包括四个部分的工作:设计了合理的时序驱动电路满足了STAR250传感器的时序要求;设计了一种简单有效的异步参数寄存器电路,有效防止了亚稳态的发生;设计了可靠的异步FIFO外围电路,保证了星图数据的传输;研究了星体目标亚像素质心定位算法的硬件实现。实验及结果分析表明,该系统能实现采全图和采分割图的工作方式,具有增益、积分时间、阈值等参数的调整功能,能够满足卫星上的姿态测量要求,是一种低成本、功耗低、处理速度快的高新能CMOS星敏感器硬件系统设计。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
1 绪论  8-13
  1.1 本课题研究的背景及意义  8-12
  1.2 本论文的主要工作  12-13
2 星敏感器的基本理论  13-18
  2.1 星敏感器的测姿原理  13-14
  2.2 星敏感器姿态测量系统的组成  14-17
  2.3 小结  17-18
3 CMOS 敏感器原理  18-26
  3.1 CMOS 图像传感器的原理  18-20
  3.2 STAR250 的工作原理  20-25
  3.3 小结  25-26
4 CMOS 星敏感器硬件系统设计  26-38
  4.1 概述  26
  4.2 系统整体结构  26-28
  4.3 敏感器系统设计  28-30
  4.4 处理器系统设计  30-36
  4.5 小结  36-38
5 敏感器驱动及异步接口设计  38-58
  5.1 敏感器的时序控制  38-48
  5.2 异步时序接口逻辑  48-57
  5.3 小结  57-58
6 星图预处理硬件设计初探  58-65
  6.1 带阈值的质心计算法原理  58-59
  6.2 星图扫描算法  59-60
  6.3 亚像素质心定位算法硬件结构  60-61
  6.4 整数除法电路  61-64
  6.5 小结  64-65
7 实验结果及分析  65-67
8 全文总结  67-68
致谢  68-69
参考文献  69-72
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文  72

CMOS星敏感器硬件系统设计

内容摘要

全文目录

相似论文