激光通信光斑图像高速采集与实时处理系统

为了解决激光通信系统中对信标光捕获、跟踪与对准的高实时性技术难题,设计了基于FPGA的高速激光光斑采集与处理系统.首先,采用高速摄像机与FPGA设计了激光光斑采集与处理硬件电路.然后,采用中值滤波与形态学滤波对图像进行背景抑制和目标增强.最后,对滤波后的图像分别计算光斑的形心和质心,并通过加权平均后将光斑中心位置传输至控制系统中,控制快速反射镜完成对目标的跟踪.所设计系统的实时提取像素分辨率为256×256,帧频为10 000 Hz.实验结果表明,所设计系统能够对包含激光光斑目标的超高帧频图像进行实时处理,能够提高基于快速反射镜的闭环控制带宽.