画像処理 AE21:NASA JPL分光器の次世代データ収集システム(NGDCS)

背景:

JPL ER-2イメージAlphaData社のADPE-XRC-6T FPGA ボード、FMC-CAMERALINK インタフェースボードと CameraLink SDKが、NASAジェット推進研究所(JPL)のER-2に搭載されている分光器で使用されています。これは、分光器の次世代データ収集システム Next Generation Data Collection Systems (NGDCS) に使われており、NGDCS はこれら製品の高速なプリプロセッシング能力により、Airborne Visible/Infrared Imaging Spectrometer Next Generation (AVIRIS-NG = 次世代航空機搭載可視赤外イメージング分光計) や Portable Remote Imaging Spectrometer (PRISM) といった、最新のスペクトロメータからの大量のデータを処理することができるようになりました。

 

プロジェクト:

Alpha Dataは、JPL次世代データ収集システム(NGDCS)に統合されたCamera Link SDKに基づくFPGA設計開発でJPLをサポートしてきました。NGDCSは、JPL航空機搭載可視/赤外線イメージングスペクトロメータネクストジェネレーション(AVIRIS-NG)やポータブルリモートイメージングスペクトロメータ(PRISM)などのオンボードイメージングスペクトロメータからの大量のデータの取得と高速プリプロセッシングに特化しています。この技術は、毎秒100フレームを超える速度で生成された最大480バンドおよび最大640クロストラックの16ビット検出器ピクセルでの分光測定の取得を可能にします。イメージングAlpha Data FPGAボード分光計とのインターフェースに加えて、FPGAは同時に慣性航法とGPSデータとのリアルタイム同期を提供し、正確なオルソ補正とリアルタイムアプリケーションを可能にします。2015年には、NGDCSでメタンプルームのリアルタイムマッピングが実証されました。

このプロジェクトは、ツインオッター(小型機)での低空飛行(6,000メートル以下)で、2013年以来複数の科学ミッションにわたって100テラバイトのデータを収集することに成功しています。この測定には、グレーターフロリダ湾の海草層の野外測定や、ワイオミング州キャスパー近くのロッキーマウンテン油田試験センター(RMOTC)における大気中のメタン量のリモートセンシングなどのデータセットが含まれています。

 

高度2万メートルでの実証実験:

プロジェクトは現在、NASAのER-2 Airborne LaboratoryでXeonベースのホストコンピューターシステムにADPE-XRC-6T FPGAボードを実装し、最大2万メートルの高度での実験段階に入っています。これまでの最初の試験飛行では、ADPE-XRC-6Tが高度20,000メートル以上で8時間以上の期間にわたって動作可能であることを確認しました。この高度では、外気温は-65℃と低くなっており、低温動作で問題無いことが実証されました。

Alpha Dataは、カスタムIPに加えてADPE-XRC-6Tのヘルスおよびリアルタイムレポート機能の統合を支援し、飛行試験中にさまざまな温度センサーを提供・供給しました。モニタリングにより、Alpha Dataボードの機能が予想される動作範囲内であることを確認することができました。

 

運用:

現在、Alpha Data FPGAボードとカスタムIPは、カリフォルニア州パサデナにあるNASAのジェット推進研究所と契約して提供され、NASAのScience Mission Directorate用にAVIRIS-NGおよびPRISMを設計、構築、運用しています。

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原文ドキュメント:Alpha Data社

Next Generation Data Acquisition System (NGDCS) for NASA JPL Spectrometer

 

関連製品

FMC-CAMERALINKボード

FMC-CAMERALINK:PoCL対応 CameraLink カメラ入力ボード (FMC)

ADM-XRC-7K1-CAMERALINK-PCIe:Kintex-7 FPGA搭載 CameraLink カメラ入力ボード (PCIe)

 

Alpha Data社について

Alpha Dataは、1993年に設立され、計算集約型アプリケーションをターゲットとした最先端のFPGAソリューションを提供しており、FPGAアクセラレータのマーケットリーダとして市場を牽引しています。主な製品はVPX、XMC、PMC、PCI、CompactPCI、PCIExpress、VXS、VMEなどのA/D, D/A, FPGAボードやCameraLink等のデジタルI/Fを搭載した信号処理ボードです。ボーイング、ロックウェルコリンズ、JPL、ロッキードマーチン、モトローラ、BAEなどのミリタリ向けやデータセンター向けに広く採用されています。Alpha Data社の詳細については、https://www.alpha-data.com/を参照してください。

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