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《基于c6201单轴随动系统几何校正实时算法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第32卷第2期红外与激光工程2003年4月Vol.32No.2InfraredandLaserEngineeringApr.2003基于C6201的单轴随动系统几何校正实时算法张维胜,王红兵,王永明,黄泽敏(高科技研究所,北京 100085) 摘要:飞行器实测图像几何校正要求计算时间短且所用程序内存小。论述了采用增量递推的算法优化图像几何校正算法;同时结合TMS320C6201DSP编译器特点,采用泰勒级数展开收敛函数满足了误差要求;根据正交矩阵特点简化参数求解,使运算满足了实时系统的要求。关 键 词:几何校正; 实时图像处理;TMS320C6201DSP中图分类号
2、:TP275文献标识码:A文章编号:100722276(2003)0220186205RealtimegeometricrectificationalgorithmbysystemofmovementalongwithoddaxesbaseonC6201ZHANGWei2sheng,WANGHong2bing,WANGYong2ming,HUANGZe2min(High2TechnologyInstitute,Beijing100085,China)Abstract:Realtimeimagephotographedbyaerocraftisprocessedinsh
3、orttimeandsmallprogrammemo2ry.Improvedgeometriccalibrationalgorithmbyincrementisproposed.ConvergentfunctionisdeployedbyuseofTaylorprogressionbasedonTMS320C6021DSP.Intheway,erroraccordswithrequirementofsystem.Pa2rametersofgeometriccalibrationalgorithmareoptimizedbythefeatureoforthodoxmat
4、rix.Timeandmemoryaccordwithrealtimesystem.Keywords:Geometriccalibration;Realtimeimageprocession;TMS320C6201DSP1 引 言低空自主飞行器飞行到特定地区,由下视系统拍摄实时图与基准图匹配得到该地区的地理坐标,以校正飞行产生的积累误差,提高飞行精度。在图像匹配前,由于实时拍摄的图像几何畸变较大,必须实时对航片进行几何校正处理。在飞行器研制任务中,要求图像匹配分系统的TMS320C6XDSP芯片在极短的时间内完成图像几何校正、图像匹配等算法。因此给图像预处理分配的时间
5、小于几百毫秒,所占程序内存不大于几十千比特。采用普通的几何校正算法并结合其他图像预处理算法对实测图进行处理,采用TMS320C6201定点DSP系统,运算时间约为300ms,因此结合采用的DSP运算特点与系统分配给几何校正的误差,对算法进行优化 收稿日期:2002208220;修订日期:2002210218作者简介:张维胜(19752),男,江苏镇江人,助理研究员,硕士,主要从事遥感图像处理与图像识别研究工作,已发表论文7篇。©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.第2期
6、 张维胜等:基于C6201的单轴随动系统几何校正实时算法187和简化,设计了满足要求的低存储量实时算法。2TMS320C6XDSP芯片低存储量实时算法以TI公司的TMS320C6201为开发平台。该DSP以其独特的哈佛总线结构和并行存储块结构,将乘法操作与加法操作统一考虑,在一个指令周期内可以完成一般处理器的多次运算,指令系统采用多级流水线操作方式,保证了系统对实时性的要求。同时它可以方便地使用C语言开发,减少了产品开发的周期,并有一定的通用性。由于TMS芯片为32bit芯片,使用32bit数据在编译器中产生的代码小,执行速度快,所以在程序中多定义为3
7、2bit数据类型。但该DSP片内程序存储器仅为64K,对程序的目标代码有较高的要求。3 单轴随动系统单张航片几何校正原理由于飞行器对飞行的气象条件、飞行时间等要求严格,下视系统实测的灰度图像失真较小,考虑到实时要求,在图像预处理中忽略了图像辐射校正。但在飞行中由于俯仰角变化为-10°～10°,滚动角变化为-8°～8°,角度变化造成的几何畸变较大,对图像匹配运算影响严重,因此必须对此加以考虑。为求解畸变像点与对应未畸变像点之间的数学关系式,需进行一系列的坐标变换,包括各种坐标系统的建立和相应参数的确立,主要有摄影测量坐标系(xb2yb2zb)和飞行器坐
