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Implementación de FPGA de Sensado de Frente de Onda Shack-Hartmann utilizando el Método de Centro de Gravedad Basado en Flujo para Estimación de Centroides

Autores: Kong, Fanpeng; Cegarra Polo, Manuel; Lambert, Andrew

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Implementación de FPGA de Sensado de Frente de Onda Shack-Hartmann utilizando el Método de Centro de Gravedad Basado en Flujo para Estimación de Centroides


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Palabras clave

Arquitectura rápida y reconfigurable
Sensado de frente de onda Shack-Hartmann
Dispositivos FPGA
Centro de gravedad
Rango dinámico

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 46

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Presentamos una arquitectura rápida y reconfigurable para la detección de frentes de onda Shack-Hartmann implementada en dispositivos FPGA utilizando un centro de gravedad basado en flujos para medir los desplazamientos de los puntos. Al calcular el centro de gravedad alrededor de cada píxel entrante con una ventana óptima que coincida con el tamaño del punto, se evita el compromiso común entre errores de ruido y sesgo y rango dinámico debido al tamaño de la ventana existente en los métodos convencionales de centro de gravedad. Además, la precisión de la estimación del centroide no se ve comprometida cuando el punto se mueve o incluso cruza el límite de la subapertura, lo que conduce a un aumento del rango dinámico. El cálculo del centroide comienza mientras se leen los valores de píxel de un sensor de imagen y cálculos adicionales como la pendiente y la reconstrucción parcial del frente de onda siguen inmediatamente cuando los centroides de la subapertura están listos. El resultado es un sistema de detección de frentes de onda en tiempo real con una latencia muy baja y una alta precisión de medición factible para apuntar a dispositivos FPGA de bajo costo. Esta arquitectura proporciona una solución prometedora que puede hacer frente a múltiples objetos objetivo y funcionar en escintilación moderada.

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