嵌入式导星处理系统
专利汇可以提供嵌入式导星处理系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且嵌入式导星处理系统，涉及一种针对空间目标导星嵌入式处理系统，解决现有 图像采集 和处理系统难以应对巨大的实时数据量，导星困难，使主视场不能长时间的对空间目标进行观测等问题，包括图像采集模 块 和导星计算模块，所述导星计算模块采用FPGA与DSP异构处理器架构的导星处理系统，所述图像采集模块对sCMOS相机视频 信号 进行实时采集并存储至DDR3 SDRAM，然后DDR3 SDRAM内的图像数据传送至导星计算模块；提供了强大的 图像处理 和计算分析能 力 ，能够识别空间目标，获取其的精确的质心 位置 ，并将计算得到的误差向量转换为望远镜实际的脱靶量，反馈给 天文望远镜 的指向控制系统。嵌入式导星处理系统提高了导星的 稳定性 和精确性，达到了对目标长时间的观测。，下面是嵌入式导星处理系统专利的具体信息内容。
1.嵌入式导星处理系统，其特征是：包括图像采集模块和导星计算模块，所述导星计算模块采用FPGA与DSP异构处理器架构的导星处理系统，所述图像采集模块对sCMOS相机视频信号进行实时采集并存储至DDR3 SDRAM，然后DDR3 SDRAM内的图像数据传送至导星计算模块；
所述导星计算模块中的FPGA对接收的图像数据进行处理，获得星象中心位于图像的坐标(xs,ys)；
导星计算模块中的DSP将星象中心位于图像的坐标(xs,ys)转化为天球坐标系下的高度角和方位角，根据图像中心坐标(x0,y0)、CCD图像比例尺(Sx,Sy)以及当前望远镜指向的赤经数据和赤纬数据(RA0,DEC0)；
获得星象的方位角RAs和高度角DECs，用下式计算：
所述DSP进行空间目标识别，具体过程为：
采用相似函数将求解出空间目标的运动方向与望远镜的指向是否一致，然后在背景恒星中识别出空间目标；
再通过比较脱靶量的大小区别背景恒星和空间目标，实现在背景恒星中完成空间目标的识别，所述望远镜的指向是指：观测控制软件获取电机的伺服系统反馈的方位角和高度角数据；具体过程为：
设定图像中有m个的目标；RA0,DEC0为当前望远镜指向的赤经和赤纬，RA(l),DEC(l)为星象的赤经和赤纬，l＝1,2,3……m，m为正整数；
同一时刻同一星象的空间直角赤道坐标系(x,y,z)与赤道坐标下赤经赤纬的关系如下：
同一时刻望远镜指向的空间直角赤道坐标系(x0,y0,z0)与赤道坐标下赤经赤纬的关系如下：
设定α为星象与望远镜指向的方向夹角，则相似函数定义为：
若cosα越接近1，则星象运动方向与望远镜指向的相似程度越高；
所述的脱靶量是距离函数定义为：
D(i)＝|Di-Do|
D(i)越小，空间目标概率越大；反之，空间目标概率越小。
在获得空间目标在图像上的坐标后，计算空间目标的脱靶量；DSP通过UDP协议把脱靶量送入控制计算机，实现导星计算；
ΔH＝C1×Δy
式中，ΔH和ΔA分别为测站坐标系下高度角和方位角的脱靶量，Δx和Δy为空间目标在图像上的脱靶量，C1和C2为常数。
2.根据权利要求1所述的嵌入式导星处理系统，其特征在于：FPGA对接收的图像数据进行处理，包括显著性检测、迭代阈值分割、膨胀运算和轮廓提取，具体步骤如下：
步骤一、分离出恒星和空间目标，通过显著性检测算法获得显著性图像；
所述显著性检测算法用公式表示为：
μ＝mean(I)
SI＝(I-μ)2
FSI＝255×(SI-min(SI))/(SI-max(SI))
式中，I为原始图像，μ为对原始图像I求平均值，SI为处理的图像，FSI为生成的显著性图像；
步骤二、对步骤一获得的显著性图像采用迭代阈值分割；具体过程为：
步骤二一、求取所述显著性图像中的最小灰度值Zl和最大灰度值Zk，初值T0为：T0＝(Zl+Zk)/2，设定阈值为Tk；
步骤二二、根据阈值Tk将显著性图像分割成目标与背景两部分，分别求取目标的平均灰度值Zo和背景的平均灰度值ZB；
步骤二三、根据步骤二二中获得的目标的平均灰度值Zo和背景的平均灰度值ZB，获得新的阈值Tk+1；所述Tk+1＝(Zo+ZB)/2；
步骤二四、若Tk＝Tk+1，则Tk即为最佳阈值，结束；否则，返回步骤二二；
步骤三、对步骤二进行阈值分割后的图像进行闭运算膨胀运算以及星象轮廓提取，获得图像的像素位置，即星象的中心坐标。
3.根据权利要求1所述的嵌入式导星处理系统，其特征在于：所述图像采集模块用于图像数据的采集和传输，它是基于PCI Express总线架构的光纤通道适配器，实现光纤网络图像数据的高速采集；在采集过程中包括数据接收和数据发送；
数据接收是采用SFP光口模块完成sCMOS相机视频信号的实时采集，FPGA作为控制器对SFP光口模块进行逻辑控制并将接收数据写入DDR3SDRAM缓存；
数据发送是以FPGA为载体，设计PCI Express为接口，DMA为传输方式将DDR3 SDRAM缓存的图像数据传送至控制计算机。
嵌入式导星处理系统
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
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