TMS320C6711中心定位實(shí)時(shí)圖像處理系統(tǒng)
地平儀是衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵子系統(tǒng),其測量精度和可靠性直接關(guān)系到衛(wèi)星姿態(tài)是否精確和穩(wěn)定。在凝視或靜態(tài)型地平儀中,地球被成像在紅外面陣探測器上,因此地球圖像的邊緣可落在紅外面陣探測器的光敏面內(nèi)。對該圖像進(jìn)行中心定位處理,可提取出衛(wèi)星的姿態(tài)參數(shù),通過調(diào)整衛(wèi)星滾動軸和俯仰軸方向,使固定在衛(wèi)星上的紅外面陣探測器視場中心正好對準(zhǔn)地球中心,從而精確定位整個(gè)衛(wèi)星系統(tǒng)的姿態(tài)。由于地平圈圖像具有遠(yuǎn)多于通過圓錐掃描方式獲得的信息,因而可獲得更高的精度。本文利用TI公司的DSP芯片TMS320C6711B(簡稱C6711)實(shí)現(xiàn)了中心定位的相關(guān)算法。實(shí)驗(yàn)證明,該方法不僅可以滿足實(shí)時(shí)性要求,還可以提高地平儀的測量精度,對提高衛(wèi)星姿態(tài)的精度具有重要意義。
1 實(shí)時(shí)圖像處理系統(tǒng)的硬件構(gòu)成
本系統(tǒng)以C6711為核心,輔助以現(xiàn)場可編程門陣列FPGA及高速A/D等器件構(gòu)成實(shí)時(shí)高速數(shù)字圖像處理系統(tǒng)。系統(tǒng)硬件框圖如圖1。該圖像處理系統(tǒng)的工作原理是:由CCD采集輸出的模擬圖像信號,經(jīng)過高速A/D將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。數(shù)字圖像信號在FPGA控制下,將數(shù)據(jù)不斷輸入至雙口RAM。每當(dāng)一幀圖像掃描結(jié)束時(shí),F(xiàn)PGA提供一個(gè)中斷標(biāo)志信號,觸發(fā)DSP進(jìn)行數(shù)據(jù)搬移,將雙口RAM中的一幀圖像通過C6711的QDMA搬移到SDRAM中。QDMA將數(shù)據(jù)搬移完后檢查圖像數(shù)據(jù)是否有效,如有效則觸發(fā)DSP執(zhí)行圖像處理程序,否則返回等下一個(gè)中斷到來。DSP在下次中斷到來之前處理完本幀圖像,將得出的姿態(tài)角信息通過多通道緩沖串口McBSP輸出給電腦PC機(jī)RS232口并顯示,之后又進(jìn)入中斷等待狀態(tài),等待中斷再次觸發(fā)QDMA進(jìn)行數(shù)據(jù)搬移。
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