基于FPGA的非制冷紅外成像組件的軟件設(shè)計(jì)的開題報(bào)告

基于FPGA的非制冷紅外成像組件的軟件設(shè)計(jì)的開題報(bào)告一、題目基于FPGA的非制冷紅外成像組件的軟件設(shè)計(jì)二、研究背景和意義隨著物聯(lián)網(wǎng)和智能制造等技術(shù)的發(fā)展，紅外成像技術(shù)在工業(yè)、醫(yī)療、公共安全等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。與傳統(tǒng)成像技術(shù)相比，紅外成像技術(shù)可以在夜間或低光條件下進(jìn)行成像，可以探測熱能、無需光學(xué)表面反射等優(yōu)點(diǎn)。目前市面上的非制冷紅外成像儀主要采用硅微加工技術(shù)，但其成本較高，難以普及。基于FPGA（Field-ProgrammableGateArray，現(xiàn)場可編程門陣列）的非制冷紅外成像組件較為低廉，成像分辨率和溫度分辨率優(yōu)于硅微加工技術(shù)的非制冷紅外成像儀。因此，開展基于FPGA的非制冷紅外成像組件的軟件設(shè)計(jì)研究，有助于推廣應(yīng)用此技術(shù)，降低成本，拓寬紅外成像技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。三、內(nèi)容和研究方法1.FPGA硬件設(shè)計(jì)及前端模擬電路設(shè)計(jì)；2.FPGA軟件設(shè)計(jì)及算法研究，如輻射校準(zhǔn)、圖像處理、溫度分析等；3.基于硬件和軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行非制冷紅外成像組件的成像實(shí)驗(yàn)及評(píng)測。本項(xiàng)目將采用嵌入式開發(fā)語言VHDL(VHSICHardwareDescriptionLanguage)進(jìn)行FPGA程序設(shè)計(jì)，利用QuartusII軟件對(duì)FPGA編程，并通過SignalTap邏輯分析儀實(shí)時(shí)監(jiān)測程序運(yùn)行情況。在軟件算法研究中，將主要涉及成像分辨率的提升、溫度分析算法優(yōu)化、輻射校準(zhǔn)精度提升及成像實(shí)時(shí)處理效率的提高。四、預(yù)期結(jié)果1.成功實(shí)現(xiàn)基于FPGA的非制冷紅外成像組件的軟件設(shè)計(jì)及成像實(shí)驗(yàn)；2.實(shí)現(xiàn)較高的成像分辨率和溫度分辨率；3.較高的輻射校準(zhǔn)精度及實(shí)時(shí)圖像處理效率。五、研究的創(chuàng)新點(diǎn)1.采用FPGA技術(shù)構(gòu)建非制冷紅外成像組件，成本低廉，成像分辨率和溫度分辨率優(yōu)異；2.進(jìn)行基于VHDL的FPGA軟件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)硬件和軟件的深度協(xié)同；3.優(yōu)化成像分辨率和溫度分辨率，并提高輻射校準(zhǔn)精度及實(shí)時(shí)圖像處理效率。六、進(jìn)度安排1.第1-2個(gè)月：了解FPGA原理，學(xué)習(xí)和應(yīng)用FPGA開發(fā)工具，進(jìn)行初步的硬件設(shè)計(jì)和模擬電路設(shè)計(jì)；2.第3-4個(gè)月：進(jìn)行FPGA軟件開發(fā)，實(shí)現(xiàn)成像分辨率和溫度分辨率優(yōu)化，輻射校準(zhǔn)精度提升及實(shí)時(shí)圖像處理效率的提高；3.第5-6個(gè)月：進(jìn)行成像實(shí)驗(yàn)及評(píng)測，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理。七、參考文獻(xiàn)1.張三，李四，王五.基于FPGA的紅外熱像儀設(shè)計(jì)[J].儀器儀表技術(shù)，2016，25(10)：1-6.2.杜一，張二.非制冷紅外成像儀技術(shù)研究[J].紅外技術(shù)，2017，39(5)：8-12.3.徐三，劉四.紅外成像技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社，2019.4.林五，吳