| 摘要 | 第1-6页 |
| ABSTRACT | 第6-8页 |
| 目录 | 第8-13页 |
| 第一章 绪论 | 第13-19页 |
| §1.1 光电准直测角系统概述及国内外发展现状 | 第13页 |
| §1.2 图像传感器的发展及其在光电自准直仪中的应用 | 第13-14页 |
| §1.3 CMOS图像传感器的特点及其在相关领域的应用 | 第14-15页 |
| §1.4 CMOS图像传感器在光电自准直仪中的应用 | 第15-16页 |
| §1.5 论文研究的主要目的和内容 | 第16-17页 |
| §1.6 论文研究的意义 | 第17-18页 |
| §1.7 本章小结 | 第18-19页 |
| 第二章 CMOS图像传感器的工作原理及特性 | 第19-33页 |
| §2.1 APS CMOS图像传感器的基本构成及工作原理 | 第19-22页 |
| §2.1.1 APS CMOS图像传感器的基本构成 | 第19-20页 |
| §2.1.2 APS CMOS图像传感器像元结构 | 第20页 |
| §2.1.3 APS CMOS图像传感器辅助电路 | 第20-21页 |
| §2.1.4 APS CMOS图像传感器工作原理 | 第21-22页 |
| §2.2 CMOS图像传感器的主要技术指标 | 第22-24页 |
| §2.2.1 光谱响应特性与量子效率 | 第22页 |
| §2.2.3 暗电流 | 第22-23页 |
| §2.2.4 填充因子 | 第23页 |
| §2.2.5 动态范围 | 第23页 |
| §2.2.6 像元响应不均匀性 | 第23页 |
| §2.2.7 串扰 | 第23-24页 |
| §2.2.8 噪声 | 第24页 |
| §2.3 APS CMOS图像传感器与CCD的性能比较 | 第24-25页 |
| §2.4 APS CMOS图像传感器噪声控制技术 | 第25-29页 |
| §2.4.1 随机噪声 | 第26-28页 |
| §2.4.2 模式噪声(PN) | 第28-29页 |
| §2.5 APS CMOS动态范围的扩展技术 | 第29-30页 |
| §2.6 APS CMOS图像传感器在光电测量系统中的应用 | 第30-31页 |
| §2.6.1 APS CMOS图像传感器在空间可视监控系统中的应用 | 第30页 |
| §2.6.2 APS CMOS图像传感器在星敏感器中的应用 | 第30-31页 |
| §2.7 本章小结 | 第31-33页 |
| 第三章 嵌入式CMOS二维准直测角系统技术方案 | 第33-55页 |
| §3.1 自准直测量原理 | 第33-34页 |
| §3.2 二维光电自准直仪的特点 | 第34-35页 |
| §3.3 光学系统结构 | 第35-38页 |
| §3.3.1 自准直光学系统常用结构 | 第35-36页 |
| §3.3.2 光电自准直仪光学系统结构的确定 | 第36-37页 |
| §3.3.3 准直光源的选择 | 第37-38页 |
| §3.4 系统硬件总体结构 | 第38-52页 |
| §3.4.1 基于FPGA与DSP的系统硬件架构 | 第38-42页 |
| §3.4.1.1 TMS320C54XX系列DSP功能及结构特点 | 第39-41页 |
| §3.4.1.2 CYCLON Ⅱ系列FPGA的功能结构特点 | 第41页 |
| §3.4.1.3 CYCLON Ⅱ系列FPGA的开发流程 | 第41-42页 |
| §3.4.2 系统硬件总体构成 | 第42-52页 |
| §3.4.2.1 基于CMOS图像传感器的光电接收单元 | 第43-44页 |
| §3.4.2.2 基于FPGA的信号预处理及外围驱动单元 | 第44-49页 |
| §3.4.2.3 基于DSP的信号处理核心 | 第49-50页 |
| §3.4.2.4 TFT液晶显示模块 | 第50-51页 |
| §3.4.2.5 RS232数据通信单元 | 第51-52页 |
| §3.5 系统软件结构 | 第52-53页 |
| §3.6 本章小结 | 第53-55页 |
| 第四章 基于并行流水线技术的目标检测与细分定位 | 第55-72页 |
| §4.1 数字滤波技术在图像预处理中的应用 | 第55-59页 |
| §4.1.1 线性滤波器 | 第55-57页 |
| §4.1.2 非线性滤波器 | 第57-58页 |
| §4.1.3 各种数字滤波器的比较与选择 | 第58-59页 |
| §4.2 基于数字图像处理技术的目标检测 | 第59-62页 |
| §4.2.1 目标识别技术的分析比较 | 第59-60页 |
| §4.2.2 基于灰度的目标区域单帧检测算法 | 第60-62页 |
| §4.3 亚像元级目标精确定位 | 第62-68页 |
| §4.3.1 分划板形状对目标精确定位的影响 | 第62-64页 |
| §4.3.2 基于点目标的像点细分定位算法 | 第64-67页 |
| §4.3.3 像点细分定位算法精度比较 | 第67-68页 |
| §4.3.4 细分定位算法的选择 | 第68页 |
| §4.4 基于并行流水线的数字滤波、目标捕获及目标细分定位技术 | 第68-70页 |
| §4.4.1 图像并行处理机制 | 第68-69页 |
| §4.4.2 图像处理并行算法 | 第69页 |
| §4.4.3 基于FPGA的并行流水线系统信号处理 | 第69-70页 |
| §4.5 本章小结 | 第70-72页 |
| 第五章 系统硬件设计与实现 | 第72-102页 |
| §5.1 系统硬件电路的设计与实现 | 第72-82页 |
| §5.1.1 系统电源及复位电路的设计与实现 | 第72-73页 |
| §5.1.2 DSP配置电路的设计与实现 | 第73-74页 |
| §5.1.3 DSP外部程序及数据空间的设计与实现 | 第74-75页 |
| §5.1.4 CMOS图像传感器接口电路的设计与实现 | 第75-76页 |
| §5.1.5 系统显示驱动电路的设计与实现 | 第76-77页 |
| §5.1.6 RS232串行通信接口的实现 | 第77页 |
| §5.1.7 基于SPI总线EEPROM的DSP上电引导的设计与实现 | 第77-80页 |
| §5.1.8 基于JTAG口的FPGA在线配置和在系统编程设计 | 第80-82页 |
| §5.2 基于FPGA的内部功能单元的设计与实现 | 第82-101页 |
| §5.2.1 TFT液晶屏驱动模块的设计与实现 | 第82-84页 |
| §5.2.1.1 TFT液晶屏的选择 | 第82页 |
| §5.2.1.2 TFT液晶屏工作原理 | 第82-83页 |
| §5.2.1.3 TFT液晶屏驱动模块设计 | 第83-84页 |
| §5.2.2 CMOS图像传感器驱动模块的实现 | 第84-90页 |
| §5.2.2.1 CMOS图像传感器的选择 | 第84页 |
| §5.2.2.2 IBIS5-A-1300 CMOS图像传感器驱动模块的设计 | 第84-90页 |
| §5.2.3 高斯平滑滤波器的设计与实现 | 第90-92页 |
| §5.2.3.1 离散高斯平滑滤波器的设计 | 第90-91页 |
| §5.2.3.2 高斯滤波模板的硬件实现 | 第91-92页 |
| §5.2.3.3 高斯滤波模板的VHDL编程 | 第92页 |
| §5.2.4 目标捕获单元的实现 | 第92-95页 |
| §5.2.4.1 基于灰度的点目标捕获模块的设计与实现 | 第92-94页 |
| §5.2.4.2 目标捕获模块VHDL编程 | 第94-95页 |
| §5.2.5 测量数据显示驱动模块的实现 | 第95-96页 |
| §5.2.5.1 字符发生器模块设计与实现 | 第95-96页 |
| §5.2.5.2 测量信息与视频图像合成的实现 | 第96页 |
| §5.2.6 DSP外部数据存储空间扩展的设计与实现 | 第96-98页 |
| §5.2.6.1 DSP外部数据存储空间的配置 | 第96-97页 |
| §5.2.6.2 基于FPGA的外部数据存储空间 | 第97页 |
| §5.2.6.3 基于FPGA的外部数据存储空间的实现 | 第97-98页 |
| §5.2.7 DSP片外程序存储空间的扩展 | 第98-101页 |
| §5.3 本章小结 | 第101-102页 |
| 第六章 系统软件设计与实现 | 第102-120页 |
| §6.1 软件系统设计的基本要求 | 第102页 |
| §6.2 准直测量系统软件设计 | 第102-114页 |
| §6.2.1 目标精确定位软件细分技术 | 第104-105页 |
| §6.2.2 失准角当量自标定技术 | 第105-109页 |
| §6.2.3 SPI串口通信的软件实现 | 第109-114页 |
| §6.3 串行SPI EEPROM的在线烧写及自举引导的软件实现 | 第114-117页 |
| §6.3.1 串行EEPROM AT25256性能描述 | 第114-115页 |
| §6.3.2 C5410A串行SPI引导表 | 第115-116页 |
| §6.3.3 SPI EEPROM在线烧写程序设计 | 第116-117页 |
| §6.4 软件抗干扰技术 | 第117-118页 |
| §6.5 本章小结 | 第118-120页 |
| 第七章 系统测量精度检查 | 第120-132页 |
| §7.1 实验系统组成 | 第120-121页 |
| §7.2 光电自准直仪精度分析 | 第121-126页 |
| §7.3 系统成像质量及测角精度检测 | 第126-130页 |
| §7.3.1 CMOS图像传感器成像质量测试 | 第127-128页 |
| §7.3.2 光电自准直仪测角精度检测 | 第128-130页 |
| §7.4 自准直角度测量精度检查结论 | 第130-131页 |
| §7.5 本章小结 | 第131-132页 |
| 第八章 结论与展望 | 第132-136页 |
| §8.1 论文的研究工作与成果 | 第132-133页 |
| §8.2 具有创新意义的工作 | 第133-134页 |
| §8.3 展望 | 第134-136页 |
| 参考文献 | 第136-141页 |
| 攻读博士学位期间发表的论文 | 第141-142页 |
| 致谢 | 第142页 |
