光电经纬仪红外成像跟踪处理器的研究与实现

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1、第3l卷第4期2012年8月飞行器测控学报JournalofSpacecraftTT&CTechnologyV01．3lNo．4Aug．2012光电经纬仪红外成像跟踪处理器的研究与实现+石治国，张广兴，张明，张雁龙(92853部队·辽宁兴城·125106)摘要：以高性能数字信号处理器TMS320c6203为核心，结合CPLD(可编程逻辑器件)进行逻辑控制，用FPGA(现场可编程门阵列)进行预处理，设计了实时目标检测和跟踪系统。介绍了实时图像处理系统的硬件组成、工作原理、软件流程，重点分析目标检测算法和系统实时性。该系统被成功用于光电经纬仪红外图像处理系统中，经试验证明，系统对弱小目标的检测

2、、识别和跟踪能力达到实际工程的实时性需求，大大提高了数据采集能力与处理速度，采样精度得到很大提高，完全满足系统设计要求。关键词：光电经纬仪；图像处理；带通痣波器；数字信号处理器；红外成像；跟踪处理器中图分类号：V556．5文献标志码：A文章编号：1674—5620(2012)04一0057一05ATrackingProcessorforInfraredImagingwithPhoto—ElectricTheodolitesSHIZhiguo，ZhangGuangxing，ZhangMing，ZhangYanlong(PLAUnit92853，Xingcheng，LiaoningProvin

3、ce125106)Abstr．act：AreaI—timetargetdetectionandtrackingsystemisdesignedusingTMS320C6203highperformanceDSP(DigitalSignalProcessor)asthecore，usingCPLD(ComplexProg工ammableLogicDevice)forlogiccontrolandu—singFPGA(FieIdProgrammabIeGateArray)forimagepreprocessing．Thehardwarestructure，operationprinciplea

4、ndsoftwareflowofthesystemareintroducedwithahighlightonthealgorithmoftargetdetectionandreal—timeperformance．Thesystemissuccessfullyusedintheinfraredimagedataprocessingsystemofaphoto—electrictheod—olite．Adplicationsinrangetestsshowthatthedimtargetrecognitionandtrackingcapabilityofthesystemmeetsthere

5、alItimeperformancerequirementsofengineeringprojects．Significantimprovementsaremadeindataacquisitioncapability，dataprocessingspeedandsamplingaccuracy．Keywords：photo—electrictheodo“te；imageprocessing；band—passfilter；digitalsignalprocessor；infraredimaging；trackingprocessor0引言某型经纬仪是国内首台采用红外热成像技术的光电经纬仪

6、。经多年使用证明，其红外系统具有受大气能见度影响小，作用距离远，形象直观便于操作手识别目标的特点，具有可见光电视和非成像红外系统无法比拟的优势，已经成为跟踪测量的重要手段。但是，由于该经纬仪研制年代早，限于当时的器件水平和图像处理技术，其采用的器件速度慢、实时性差、算法简单，随着试验对象向低空、高速飞行、大射程、小型化发展，已不能满足跟踪测量需要。因此，研制对弱小目标识别能力强、跟踪精确、实时性强、功能完善的新型高速图像处理系统势在必行。如何提高经纬仪的灵敏度和实时性是系统研制的关键问题。本文以美国德州仪器公司的高性能数字信号处理器TMS320C6203为核心[1。2]，结合CPLD(可编

7、程逻辑器件)和FPGA(现场可编程门阵列)，对采集的视频数字图像进行预处理，成功实现了对海平面和低空弱小目标的实时检测和跟踪¨‘4]。1系统构成及工作原理1．1系统组成图像处理系统主要由电源模块、视频分解模块、图像处理模块、通信接口及显示模块几部分组成。*收稿日期：2012—02—14；修回日期：2012一06一04第一作者简介：石治国(1979一)，男，工程师，主要研究方向为数据处理和图像处理；E—mail：guozh