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Advisor(s)
Abstract(s)
O SAR (Synthetic Aperture Radar) e uma forma de RADAR (Radio Detection And Ranging) que tem sido bastante utilizada e desenvolvida ao longo dos últimos anos. Esta técnica permite a criação de imagens com alta resolução para, por exemplo, deteção de objetos, independentemente das condições meteorológicas e de ser dia ou noite.
O processamento em tempo-real das imagens SAR permite a tomada de decisões junto dos dados, sem haver necessidade de os transmitir para uma plataforma terrestre para posterior processamento. Alem disso, o processamento dos dados à medida que os vai recebendo, permite que estes não tenham de ser armazenados.
Neste trabalho, pretende-se o desenvolvimento de um sistema (LiteSAR) de análise de imagens SAR em FPGA (Field Programmable Gate Array) de baixa densidade, para ser utilizado em ambientes com recursos operacionais limitados, como aeronaves e satélites, com capacidade elevada de computação que permita um processamento em tempo real das imagens SAR.
A escolha da implementação deste sistema em FPGA deve-se ao facto de estes dispositivos apresentarem boas eficiências energéticas quando comparados com outros dispositivos de computação. Além disso, mesmo os dispositivos de baixa custo, apropriados para este tipo de sistemas, conseguem bons desempenhos computacionais. A FPGA também tem a vantagem de poder ser adaptada a modificações dos algoritmos, ao contrário dos dispositivos de aplicação específica que, apesar de terem melhor desempenhos, estão dedicados a um determinado algoritmo.
Com o desenvolvimento do sistema LiteSAR consegue-se uma taxa de processamento de imagens de cerca de 1 imagem por segundo (FPS - Frames per Second).
Esta taxa de processamento de imagens foi atingida com a implementação do sistema numa FPGA ZYNQ7020 a uma frequência de relógio de 127MHz.
SAR (Synthetic Aperture Radar) is a form of RADAR (Radio Detection And Ranging) that has been widely used and developed over the last years. This technic buits images with high resolution that can be used, for example, for object detection, independent of the metereological conditions and the time of the day. The processing of real-time SAR images allows the decision making on the imaging plataform without the need to transmit the image to a ground platform for processing. Moreover, the real-time image processing does not need to store the data, which allows to save hardware storage. This project aims at the development of a system (LiteSAR) that analyses SAR images with low-density FPGA to be used in resource limited environments like satellites and drones with high computing capacity allowing for real-time SAR image processing. In this project an FPGA has been adopted since it provides good power efficiency when compared with other computing devices. Besides, even low-cost devices, appropriate for this type of systems, achieve goog computing performances, The FPGA also has the advantage of being able to adapt to algorithm changes unlike the specific hardware devices that although better in performance are committed to an algorithm. With the development of the LiteSAR system it is possible to achive a processing speed of 1 FPS (Frame per Second). This speed was achieved with the implementation of the system in a FPGA ZYNQ7020 with a frequency of 127MHz.
SAR (Synthetic Aperture Radar) is a form of RADAR (Radio Detection And Ranging) that has been widely used and developed over the last years. This technic buits images with high resolution that can be used, for example, for object detection, independent of the metereological conditions and the time of the day. The processing of real-time SAR images allows the decision making on the imaging plataform without the need to transmit the image to a ground platform for processing. Moreover, the real-time image processing does not need to store the data, which allows to save hardware storage. This project aims at the development of a system (LiteSAR) that analyses SAR images with low-density FPGA to be used in resource limited environments like satellites and drones with high computing capacity allowing for real-time SAR image processing. In this project an FPGA has been adopted since it provides good power efficiency when compared with other computing devices. Besides, even low-cost devices, appropriate for this type of systems, achieve goog computing performances, The FPGA also has the advantage of being able to adapt to algorithm changes unlike the specific hardware devices that although better in performance are committed to an algorithm. With the development of the LiteSAR system it is possible to achive a processing speed of 1 FPS (Frame per Second). This speed was achieved with the implementation of the system in a FPGA ZYNQ7020 with a frequency of 127MHz.
Description
Trabalho de Projeto ou Dissertação de natureza científica para obtenção do grau de Mestre em Engenharia de Eletrónica e Telecomunicações
Keywords
FPGA LiteSAR Processamento de imagens SAR Tempo-real ZYNQ7020 Image processing Real time
Citation
MOTA, David José Queirós Mesquita Mourato – LITESAR – Sistema de análise de imagens SAR em tempo-real. Lisboa: Instituto Superior de Engenharia de Lisboa, 2021. Dissertação de Mestrado.
Publisher
Instituto Superior de Engenharia de Lisboa