DSP与CPLD结合的夜间能见度测量系统设计

"本文主要探讨了基于DSP（数字信号处理器）和CPLD（复杂可编程逻辑器件）的嵌入式数字摄像夜间能见度测量系统的设计。这种系统在气象观测中具有重要应用，特别是在航空航天、交通管理等领域。文章详细阐述了数字摄像法的探测原理，尤其是双光源摄像法在夜间能见度测量中的应用，并介绍了系统硬件和软件设计的关键环节。通过实验验证，该系统能够有效地实现夜间能见度的计算和观测。" 在数字摄像法探测夜间能见度的过程中，双光源法是一个核心机制。这种方法基于比尔-朗伯定律，利用两个光源和一个黑体作为参照，通过比较它们到达摄像机（通常为CCD传感器）的视亮度，计算出大气消光系数，进一步推算出能见度值。公式中的视亮度与光源距离成反比，而能见度则与人眼视觉阈值效应相关。 在硬件设计部分，系统采用TMS320DM642作为主控芯片，它是一款高性能的DSP，擅长处理图像和视频数据。CPLD则用于实现系统的逻辑控制和定制功能。此外，系统还集成了其他关键组件，如CY37064P100用于接口扩展，TVP5150PBS和SAA7121用于视频信号的接收和处理，以及DMT32240T035_01WN用于图像采集。整个系统架构如图2所示，它包括目标光源与黑体、摄像机和信号处理平台，能完成图像采集、处理和能见度计算等功能。 在软件设计方面，可能涉及图像处理算法的开发，包括图像预处理、目标识别、亮度信息提取等步骤，以及相应的能见度计算算法。这些算法需要优化以适应实时处理的需求，并确保在低光照条件下仍能准确地获取能见度数据。 通过实验，这个基于DSP和CPLD的嵌入式系统证明了其在夜间能见度测量上的可行性，为实时监测和分析提供了有效工具。这样的系统不仅有助于提升气象观测的精度，还可以为交通安全管理、飞行安全等提供重要支持，确保各种活动在恶劣天气条件下的安全性。