华中科技大学开题答辩

RTD311简介
帧率 像元尺寸 内嵌电路 曝光模式 输出格式 智能数据配置接口
输出图像大小
功耗 工作温度
384*288
不超过150mW（25℃） -40ºC~+60ºC
电源
输出模拟信号范围
模拟3.6V/数字1.8V
1.0V~3.4V MC：主时钟 LS：行时钟 FS：帧时钟
RTD311实物图
输入时钟
基本的成像效果
MATLAB仿真
立足于现在 所做的， 发奋挑战接 下来的任务 。
后续的调试以及仿真
——后续的调试 ——仿真
6
展望工作
非均匀校正的 多重仿真及比 较
非均匀校正的实 整机的整体正
时实现与电路调 常使用与测试
试
SDRAM时序 温控芯片的选 的理解以及仿 型及控制实现 真
论文的撰写与修
FLIR主要生产中低端的单筒红外夜 视热成像仪，由于其没有光学产品 的生产技术，所以一般生产低倍率， 低分辨率的名用产品。在美国市场， RNO 公司的HC336-3 FLIR 占据大部分 4000美元以下的低 端热像夜视仪产品市场
国内红外研究
武汉高德 浙江大立 广州飒特 久之洋
6%
18% 16% 17%
2
2.国外研究现状
作为世界最先进的高科技产品， 红外热像仪的知名品牌主要集中 在美国。其中最为出名的当属 RNO，FLIR公司。
RNO公司于1940年成立于美 国芝加哥，是全球历史最为悠 久的热像仪生产企业，以生产 中高端热像仪为主。在二战中， RNO热像仪曾广泛应用美国 军方。
FLIR公司的PS32
改
总结
本课题将要完成对非制冷红外焦平面阵列的时序驱动，芯片温 控，以及图像的非均匀校正，通过USB端口上传至PC或平板电脑上。 以最终可以得到显示较为清晰的红外热图像为目的进行动手。期间可 能会碰到一些问题，但相信自己可以克服困难，完成任务。
谢谢！！
3
4 5 6
•后续的调试以及任务
选题背景及意义
——选题的背景 ——选题的意义
1
丰富的民用场景 实用的军用场景
选题背景及意义
前提依据
研究意义
1.一切高于热力学温度的物 体都在以电磁波方式向外辐射能 量。 2.大气，烟云等吸收可见光 和近红外线，但对8~14um的热 红外线却是透明的。

•红外成像系统由于其自身的一些特性（尤其是对 温度方面的特性），在目标识别方面占据了很大 的优势。随着光学技术的发展，红外成像技术在 现代科学中发挥了至关重要的作用，各种红外成 像系统已经广泛的应用于成像、跟踪、制导、侦 察、遥感、弱信号探测、辐射测量、自动控制和 激光探测等许多方面，尤其是因为红外探测器在 军事中的应用而受到各国广泛的关注，并且得到 迅速的发展。
采用基于标定的校正方法，降低开发时间的同时比较几
种非均匀校正的差距，并先采用MATLAB进行仿真，选取
开发性价比最高的方法。
项目现状与进展情况
——项目现状 ——项目的进展情况
5
电路的焊接
USB2.0传输测试
采用FPGA仿真出类似图像信 号的行，场以及像素时钟信 号，输出给CY68013 USB2.0芯 片进行传输。获得最佳的配 置达到最稳定的图像传输。
电路的处理时间不匹配造成传输速度上的不匹配，USB2.0的传输
速度可能会受到一定的影响甚至图像正常显示。为此，决定首先 采用模拟数据传输方式。采用FPGA模拟仿真图像时钟以及行、场 信号输出给UBS作为图像信号，测量USB2.0的速度以及选定传输的 最佳配置方法。
非均匀校正
目前，国内外研究人员
基于标定
非均匀校正模块
——选题的关键技术 ——选题实践难点
4
驱动电路的设计
1.由于RTD311芯片对电源要求较Βιβλιοθήκη Baidu，具有相对较严格的上电顺序
驱动电路的设计
2.输入时序信号
采用12MHZ的时钟作为RTD311的MC像素时钟，FS的时期，298有效的行同步脉 冲（LS）输入应确保298行的视频数据可以输出。FS高电平持续时间应等于一个 MC周期的上升沿和下降沿，起始信号对齐到MC上升沿。LS高电平持续时间应该 等于一个MC周期，上升沿和下降沿时间。对齐到MC的上升沿，此时便可在 AOUT端用示波器测试到不稳定的模拟信号。
系统模块
RTD311的驱动电路模块
驱动RTD311输出的模拟信 号以及A/D后的数字信号
1 2
3 4
示图像
温控模块
控制RTD311传感器内部温 度平衡，输出更稳定
非均匀校正模块
使得传感器像素点的响应更加
均匀，得到的图像质量清晰
数据传输模块
数字信号传输至上位机，显
关键技术与实践难点
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RTD311的驱动电路设计 USB2.0传输模块
1.选题背景及意义
本课题的任务便是驱动非制 冷红外焦平面阵列工作对外界 的红外信号敏感，然后对输出 信号进行处理，包括模数转换 ，非均匀校正等，最后将得到 的数字信号通过USB2.0上传至 上位机进行显示。

国内外发展现状
1
国外研究现状 国内研究现状 发展趋势
——国外发展现状 ——国内发展现状
2 3
华中科技大学
Huazhong University of Science and Technology
非制冷红外焦平面阵列成像电路实现
光学工程 201G级 001班
答辩人： MM
导师： UUU
目 录
1
2
•选题背景及意义 •国内外研究现状 •整体方案的提出和实现 •关键技术与实践难点 •研究现状与进展
驱动电路的设计
3.加载DDAC数据
由时序图可以看出，在行有效时期内完成的是对当前行的像素积分以及对 上一行的图像输出和下一行的校正数据加载。
USB2.0传输
USB2.0的传输方式分为四种：中断传输，控制传输，同步传
输和块传输。实时视频传输中只能采用同步传输和块传输。
USB2.0理论传输速度可达到480bit/s。但受电脑配置不同和硬件
得到未处理红外 图像数据，基本 显示
整体方案的提出与实现
对图像数据进行 处理和传感器温 度控制
——方案的提出 ——方案的实现过程
对数据传输速率 进行控制，得到 稳定图像
3
系统整体框图
像元材料
氧化钒 384H×288V@50fps 17um x 17um 读出电路 非均匀校正 卷帘式快门（RS） 模拟电压信号 SD0
提出了多种红外焦平面阵列
非均匀性校正方法，概括起
1.一点校正发 2.二点校正点 3.多点校正发 4.多拟合校正法 …
1.神经网络校正方法 2.时域高通滤波算法 3.维纳滤波算法 4.场景匹配算法 …
来可以分为两大类：基于标
定的非均匀校正算法和基于
基于场景
场景的非均匀校正算法。
非均匀校正
基于场景的这类非均匀算法要求场景或镜头保持运 动，并且要有大量的图像帧参与运算，算法量大，限制 了场景类校正算法在工程中的运用。因此，综合考虑，
43%
其他研究所等
从事民用红外产品的企业主 要有大立科技、武汉高德、 久之洋、广州飒特等，其中 大立科技、武汉高德和广州 飒特三家的市场占有率大约 在70%以上。
国内主要红外产品企 业的市场占额
发展趋势
这个世界是不进则退的，强者恒强。近十年来，我国在红 外热像成像技术方面呈现飞速发展的趋势，与欧美国家的差距 已经逐步缩短，某些武器装备的研制甚至与西方同步。 红外热像仪发展方向： 1.更高的阵列数 2.更小的像素间距 3.更清晰的成像的质量 4.更轻，更小，价更低