[发明专利]基于多视线相关夏克-哈特曼波前传感器的实时控制器

权利要求书

1.基于多视线相关夏克-哈特曼波前传感器的实时控制器，其特征在于：该控制器包括斜率计算模块和波前复原模块，分别在FPGA和多核DSP内实现，其中斜率计算模块包括图像预处理模块和斜率提取核心模块，图像预处理模块用于暗场和平场处理，斜率提取核心模块由多个大通道及其内部子通道组成，在子通道内采用流水线的方式，子通道间采用并行阵列的方式来实现加速处理，所有大通道及子通道均在FPGA内实现，由于硬件电路模块化，所以可以满足任意子孔径需求的并行处理，具有很好的扩展性和可升级性；所述的波前复原模块用于矩阵矢量乘的计算，在多核DSP内将复原矩阵同时分发给多个核，然后采用多核并行的方式来计算，最终得到复原电压。

2.根据权利要求1所述的基于多视线相关夏克-哈特曼波前传感器的实时控制器，其特征在于：所述的图像预处理模块，通过坐标判断模块只对选取的有效子区域内的像素进行处理，不必要处理整幅图像，可节省存储平暗场图像的内存开销。

3.根据权利要求2所述的基于多视线相关夏克-哈特曼波前传感器的实时控制器，其特征在于：所述的有效子区域是在每个大子孔径内选取的多个子区域，而不是大子孔径，有效子区域的坐标是在FPGA内部初始化固定的，也可以通过PC给定。

4.根据权利要求1所述的基于多视线相关夏克-哈特曼波前传感器的实时控制器，其特征在于：所述的斜率提取核心模块的大通道是基于大子孔径列来划分，每一列的所有大子孔径为一个通道，所以大通道的个数与哈特曼的布局相关，大通道数结合实际情况可做优化，大通道主要由通道坐标判断模块和子通道组成。

5.根据权利要求1所述的基于多视线相关夏克-哈特曼波前传感器的实时控制器，其特征在于：所述的斜率提取核心模块的子通道是基于每个大子孔径列内标号相同的子区域列来划分，所以子通道的个数与选取的子区域以及大通道数相关。

6.根据权利要求5所述的基于多视线相关夏克-哈特曼波前传感器的实时控制器，其特征在于：所述的子通道由图像乒乓缓存模块，脉动阵列模块以及结果寻优模块构成，图像乒乓缓存模块使用两块相同大小的RAM构成乒乓缓存，交替接收相机数据，当一块缓存在接收相机数据时，另一块缓存则向脉动阵列提供计算的数据，脉动阵列模块是由多条并行的四级绝对差分算法流水线组成，其所需的数据由乒乓缓存提供，所需的控制信号由内部预先存储的指令存储器提供，结果寻优模块通过计数器生成坐标地址，在计算得到的结果缓存中寻找最优的相关值，从而判断最优值的坐标。

7.根据权利要求1所述的基于多视线相关夏克-哈特曼波前传感器的实时控制器，其特征在于：所述的可扩展性和可升级性可通过硬件描述语言编程重复构造处理通道，无需改变硬件结构，当多视线相关哈特曼的单元数和选取的子区域数发生变化时，只需要分别扩展大通道数和子通道数即可。