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嵌入式实时激光定位系统的研究

作　者: 范强
导　师: 王志兴；贺安之
学　校: 南京理工大学
专　业: 光学工程
关键词: 嵌入式实时激光定位系统 重心法 CMOS图像传感器 CPLD DSP 二维激光定位图像位移传感器 LS-3型公路弯沉测量仪
分类号: TN249
类　型: 硕士论文
年　份: 2002年
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内容摘要


本论文全面介绍了本课题组自行研制开发的“嵌入式实时激光定位系统”的定位原理、软硬件设计及应用技术。作为一种激光定位系统，该系统采用光斑定位技术，以CMOS图像传感器作为光斑定位器件并用重心法求光斑位置。而重心法在使用中不可避免要受到背景噪声的影响。为了消除这种影响，该系统采用光学滤波和图像分割的方法加以消除。同时作为一种嵌入式实时系统，它以高性能的DSP芯片为核心，对目标进行动态定位并对系统各部分工作进行协调。为了将图像传感器与DSP有机地联系起来，该系统采用CPLD作为两者的接口电路。CPLD的应用使得整个系统的电路设计大大简化且结构紧凑、协调有序、调试方便、性能可靠。基于嵌入式实时激光定位系统，我们与西安西光激光科技有限公司合作研制开发了二维激光定位图像位移传感器和LS-3型公路弯沉测量仪并提出了该系统在其它一些领域的应用。 总之，嵌入式实时激光定位系统采用现代电子技术，以DSP为核心，是一种体积小、重量轻、微功耗、低成本、处理速度快、可靠性高的测试计量仪器，有着广阔的应用前景。

全文目录


中文摘要  2-3
英文摘要  3-7
1． 绪论  7-12
  1．1 引言  7
  1．2 研制新型激光定位系统的必要性  7-8
  1．3 嵌入式实时激光定位系统的特点  8-10
  1．4 嵌入式实时激光定位系统的应用前景  10
  1．5 本文的主要研究工作  10
  1．6 论文的结构  10-12
2． 嵌入式实时激光定位系统的定位原理  12-20
  2．1 重心法原理  12
  2．2 重心法应考虑的问题  12-19
    2．2．1 光学措施  13
    2．2．2 图像分割  13-19
  2．3 本章小结  19-20
3． 嵌入式实时激光定位系统的设计  20-47
  3．1 组成及工作原理  20-31
    3．1．1 CMOS图像传感器  21-25
      3．1．1．1 选择CMOS图像传感器的原因  21-22
      3．1．1．2 OV7110简介  22-25
      3．1．1．3 I~2C总线简介  25
    3．1．2 接口电路  25-28
      3．1．2．1 CPLD的特点  26-27
      3．1．2．2 XC95108-10PQ100C简介  27-28
    3．1．3 信号处理单元  28-31
      3．1．3．1 DSP概述  28-30
      3．1．3．2 TMS320VC5402简介  30-31
  3．1．4 附属设备  31-32
    3．1．4．1 通讯接口  32
    3．1．4．2 扩展存储器  32
  3．2 电路设计  32-41
    3．2．1 主要引脚介绍  32-35
      3．2．1．1 OV7110引脚  32-34
      3．2．1．2 TMS320VC5402引脚  34-35
    3．2．2 TMS320VC5402的接口设计  35-36
      3．2．2．1 TMS320VC5402与CPLD接口  35
      3．2．2．2 TMS320VC5402与FLASH的SPI接口  35-36
      3．2．2．3 TMS320VC5402与ADM101E接口  36
    3．2．3 CPLD的设计  36-41
      3．2．3．1 采用VHDL的原因  36-37
      3．2．3．2 设计流程  37-41
        3．2．3．2．1 设计要求的定义  37-40
        3．2．3．2．2 结果及仿真  40-41
  3．3 软件设计  41-46
    3．3．1 程序结构  41-43
    3．3．2 软件优化  43
    3．3．2．1 仿真环境中的优化  43-44
    3．3．2．2 DSP环境中的进一步优化  44-46
  3．4 本章小结  46-47
4． 嵌入式实时激光定位系统的应用技术  47-59
  4．1 二维激光定位图像位移传感器  47-54
    4．1．1 基本工作方式  47-49
    4．1．2 技术参数  49
    4．1．3 测试实验  49-54
  4．2 LS-3型公路弯沉测量仪  54-56
    4．2．1 组成及技术参数  54-55
    4．2．2 测量原理  55-56
  4．3 基于液体浓度监测的掺假识别  56-57
  4．4 车辆底盘水平测量系统  57-58
  4．5 本章小结  58-59
5． 总结  59-60
致谢  60-61
参考文献  61-64
附录 测试证书  64

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 光电子技术、激光技术 > 激光技术、微波激射技术 > 激光的应用
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