基于CMOS的FBG傳感網(wǎng)絡(luò)圖像解調(diào)技術(shù)研究.pdf

1、光纖布拉格光柵傳感器具有抗干擾能力強(qiáng)、體積小、質(zhì)量輕、成本低，適于在惡劣環(huán)境中使用等優(yōu)點(diǎn)，已成為光纖傳感領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。尋求一種低成本高性能的光纖光柵傳感系統(tǒng)的解調(diào)方案是實(shí)現(xiàn)光纖光柵傳感器實(shí)用化的關(guān)鍵技術(shù)之一。目前國內(nèi)許多研究單位對其解調(diào)技術(shù)進(jìn)行了大量研究，但是大多數(shù)仍處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，離實(shí)用化、產(chǎn)品化的標(biāo)準(zhǔn)還有相當(dāng)距離。 該文闡述了光纖光柵傳感器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，系統(tǒng)分析了FBG傳感機(jī)理及其常用解調(diào)方法，提出了基于CMOS

2、圖像傳感器的FBG傳感網(wǎng)絡(luò)解調(diào)方案，將FBG的波長解調(diào)轉(zhuǎn)化成FBG光斑圖像解調(diào)。 在前端傳感光路設(shè)計(jì)與光學(xué)系統(tǒng)模型分析的基礎(chǔ)上，該文提出了提高圖像解調(diào)系統(tǒng)的分辨率、復(fù)用能力的途徑。為解決圖像采集系統(tǒng)中存儲(chǔ)容量大、通信任務(wù)重以及圖像的非實(shí)時(shí)可見性問題，該文提出了一種應(yīng)用于FBG解調(diào)系統(tǒng)的圖像采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。通過在圖像采集模塊中增加光斑象素識別機(jī)制，減少了系統(tǒng)對存儲(chǔ)器存儲(chǔ)容量的要求。通過采用簡化的雙線性插值算法，實(shí)現(xiàn)了Bayer圖

3、像格式到RGB圖像格式的轉(zhuǎn)換。通過設(shè)計(jì)VGA驅(qū)動(dòng)模塊，解決了光斑的非實(shí)時(shí)可見性問題。通過采用片上總線的方法設(shè)計(jì)圖像采集系統(tǒng)，增加了系統(tǒng)的適用性。為了提高解調(diào)的精度與響應(yīng)速度，提出了基于塊匹配算法的光斑解調(diào)算法。 FBG應(yīng)變實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該文提出的基于CMOS的FBG傳感網(wǎng)絡(luò)解調(diào)技術(shù)具有精度高、復(fù)用能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，能夠很好地滿足FBG傳感網(wǎng)絡(luò)解凋系統(tǒng)的解調(diào)要求，對推廣FBG傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用有實(shí)際意義。該文還對實(shí)驗(yàn)中存在的問題以及影響測量