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(cè)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(cè)器上，因此地球圖像的邊緣可落在紅外面陣探測(cè)器的光敏面內(nèi)。對(duì)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(guò)調(diào)整衛(wèi)星滾動(dòng)軸和俯仰軸方向，使固定在衛(wèi)星上的紅外面陣探測(cè)器視場(chǎng)中心正好對(duì)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(guò)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(jiǎn)稱(chēng)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(cè)量精度，對(duì)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(chǎng)可編程門(mén)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(hào)，經(jīng)過(guò)高速A/D將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。數(shù)字圖像信號(hào)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(hào)，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(guò)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(lái)。DSP在下次中斷到來(lái)之前處理完本幀圖像，將得出的姿態(tài)角信息通過(guò)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。