CN101593347A - 基于dsp的景像匹配计算机 - Google Patents

Abstract

基于DSP的景像匹配计算机，包括DSP处理器单元、存储器单元、电源单元、外部接口单元和机箱单元，DSP处理器单元通过外部接口单元与外设(相机、高度表和惯导或卫星定位系统)连接采集实时数据(实时图像、飞行高度和定位信息)，对实时数据进行处理并和在存储单元中的预先存储的基准图像信息进行相关运算获得匹配定位信息，进而将定位信息、实时数据存储在存储器单元中以及通过外部接口单元送到外设上进行显示或监控，电源单元为整个系统和部分外设供电，机箱单元用于固定DSP处理单元、存储器单元、电源单元以及外设接口和电源开关，而且电源单元具有适应DC18～36V直流电和电池供电两种供电方式。本发明具有体积小、运算速度快、可靠性高的优点，为景像匹配系统的实验与应用提供了在线处理的计算机。

Description

基于DSP的景像匹配计算机

技术领域

本发明涉及一种景像匹配计算机，特别是一种基于DSP景像匹配计算机，用于实时数据采集、匹配计算和定位信息输出。

背景技术

进入二十世纪七、八十年代，景像匹配技术已应用于空军多种飞机的导航和对地攻击，更广泛应用于巡航导弹的导航制导，并且产生了巨大的经济效益，而且国外先进国家的景像匹配导航定位系统，向着光学、红外、雷达成像等多种传感器的数据融合及精度更高的方向发展，以满足载机(载弹)在各种气象条件下更准确地完成导航定位和对地攻击任务。我国开展景像匹配技术的理论和应用研究起步较晚，且已在精确制导武器上应用，但尚未在飞机上使用。由于我国对GPS没有自主权，具有自主权的北斗二代系统尚未建成，而且卫星定位信息易受干扰，因此开展具有自主性的景像匹配导航定位系统应用研究促进该技术在飞机上应用具有重要意义。

由于飞机上已安装有惯导系统、高度表，为应用景像匹配系统只需在机上增加CCD相机(侦察飞机上已安装)和匹配计算机，因此具有体积小、运算速度快、可靠性高等技术特点的景像匹配计算机是景像匹配技术在机上应用的关键设备。

发明内容

现有研究景像匹配应用与实验研究的不足之处在于：①采用PC进行实验，体积大，尤其是在试飞实验时，需要有人进行操作和监控；②为给普通PC供电，需将机上DC27V电源裂变到AC220V，此过程易产生电磁干扰，使其它设备工作性能下降。

本发明要解决的技术问题是：克服现有采用PC进行景像匹配应用与实验研究的不足，提供一种具有体积小、运算速度快、可靠性高的景像匹配计算机——基于DSP的景像匹配计算机。

本发明采用的技术方案为：基于DSP的景像匹配计算机，其特征在于包括DSP处理器单元、存储器单元、电源单元、外部接口单元和机箱单元，DSP处理器单元通过外部接口单元与外设(相机、高度表和惯导或卫星定位系统)连接采集实时数据(实时图像、飞行高度和定位信息)，对实时数据进行处理并和在存储单元中的预先存储的基准图像信息进行相关运算获得匹配定位信息，进而将定位信息、实时数据存储在存储器单元中以及通过外部接口单元送到外设上进行显示或监控，电源单元为整个系统和部分外设供电，机箱单元用于固定DSP处理器单元、存储器单元、电源单元以及外设接口和电源开关，而且电源单元具有适应DC18～36V直流电和电池供电两种供电方式。

所述的DSP处理器单元包括DSP芯片、视频解码电路、电源电路、时钟电路、EMIF总线、SDRAM、FLASH、10M/100M以太网接口、ATA硬盘接口和UART单元及异步串口RS232电平转换电路，DSP芯片是负责数据采集和匹配计算以及任务调度；视频解码电路将模拟的视频信号转化为数字信号并送入DSP芯片中供匹配计算；电源电路为DSP芯片提供稳定的供电电路，使DSP芯片能够正常工作；时钟电路为整个DSP处理器单元提供稳定的时序；EMIF总线提供了外部存储扩展接口，用于和SDRAM、FLASH和ATA硬盘连接以及利用先进先出存储器扩展RS232接口；异步串口RS232电平转换电路实现DSP处理器单元对外设数据的采集；10M/100M以太网接口用于用于传输DSP处理单元中数据在终端显示设备上显示。DSP芯片为TMS320C6000系列，具有超长指令字结构；SDRAM是8M×64bits的HY57V561620系列电器元件；FLASH是4M×8bits的K9K2G16U0M系列电器元件实现；视频解码电路中的视频解码芯片采用TVP5150PBS系列芯片实现。

所述的电源单元包括电源电路、电源转换模块、指示灯和开关，具有适应DC18～36V直流电和电池供电两种输入供电方式以及对外输出DC12V和DC5V，外部接口单元中的DC12V输入/输出接口和DC5V输入/输出接口具有输入和输出复用功能。

本发明能够取得如下的技术效果：①体积小、运算速度快、可靠性高；②采用适应DC18～36V直流电和电池供电方式和复用电路，减小电磁干扰，且可给部分外设供电，为不同场合应用提供了便利；③提供了丰富的外部接口，且采用防插错插头，便于使用。

附图说明

图1为本发明的基于DSP的景像匹配计算机的结构框图；

图2为本发明的基于DSP的景像匹配计算机的DSP处理器单元框图；

图3为本发明的基于DSP的景像匹配计算机的电源单元的框图；

图4为本发明的基于DSP的景像匹配计算机的存储器单元的框图；

图5为本发明的基于DSP的景像匹配计算机的外部接口示意图；

图6为本发明的基于DSP的景像匹配计算机的电源单元接线图。

具体实施方式

如图1所示，本发明包括DSP处理器单元、存储器单元、电源单元、外部接口单元和机箱单元，DSP处理器单元通过外部接口单元与外设(相机、高度表和惯导或卫星定位系统)连接采集实时数据(实时图像、飞行高度和定位信息)，对实时数据进行处理并和在存储单元中的预先存储的基准图像信息进行相关运算获得匹配定位信息，进而将定位信息、实时数据存储在存储器单元中以及通过外部接口单元送到外设上进行显示或监控，电源单元为整个系统和部分外设供电，机箱单元用于固定DSP处理器单元、存储器单元、电源单元以及外设接口和电源开关，而且电源单元具有适应DC18～36V直流电和电池供电两种供电方式。

如图2所示，本发明的DSP处理器单元包括DSP芯片、视频解码电路、电源电路、时钟电路、EMIF总线、SDRAM、FLASH、10M/100M以太网接口、ATA硬盘接口和UART单元及异步串口RS232电平转换电路，DSP芯片是负责数据采集和匹配计算以及任务调度；视频解码电路将模拟的视频信号转化为数字信号并送入DSP芯片中供匹配计算；电源电路为DSP芯片提供稳定的供电电路，使DSP芯片能够正常工作；时钟电路为整个DSP处理器单元提供稳定的时序；EMIF总线提供了外部存储扩展接口，用于和SDRAM、FLASH和ATA硬盘连接以及利用先进先出存储器扩展RS232接口；异步串口RS232电平转换电路实现DSP处理器单元对外设数据的采集；10M/100M以太网接口用于用于传输DSP处理器单元中数据在终端显示设备上显示。

如图3所示为，本发明的电源单元包括电源电路、电源转换模块、指示灯和开关，具有适应DC18～36V直流电和电池供电等多种供电方式，电源转换模块为DC18～36V转DC5V模块和DC18～36V转12V模块。具体的接线方式如图6所示，具体工作流程为，当DC18～36V开关处于On状态，DC18～36V指示灯亮，通过电源模块的变换得到了DC5V和DC12V，DC5V连接到DC5V开关的Out端，即DC5V开关的触点(3)和触点(5)连同，(4)和触点(6)连同，DC5V示灯亮，可直接为负载1供电，DC5V输入/输出接口为输出端口，输出电压为DC5V；DC12V连接到DC12V开关的Out端，即DC12V开关的触点(9)和触点(11)连同，(10)和触点(12)连同，DC12V示灯亮，可直接为负载2供电，此时DC12V输入/输出接口为输出端口，输出DC12V，可为外设供电，称此供电方式为主供电方式。当DC18～36V开关处于关闭状态，DC18～36V灯不亮；外部输入的DC5V连接到DC5V开关的On端，即DC5V开关的触点(3)和触点(1)连同，触点(4)和触点(2)连同，DC5V示灯亮，可直接为负载1供电，DC5V指示灯亮，此时的DC5V输入/输出接口为输入端口；外部输入的DC12V连接到DC12V开关的On端，即DC12V开关的触点(9)和触点(7)连同，触点(10)和触点(8)连同，DC12V示灯亮，可直接为负载2供电，此时的DC12V输入/输出接口为输入端口，称此供电方式为备用供电方式。当DC18～36V开关、DC5V开关和DC12V开关处于Off状态时，切断计算机系统的所有电源。外部输入的DC5V和DC12V电源可选用蓄电池。负载1包括DSP处理器单元和存储器单元中的硬盘；负载2包括存储器单元中的硬盘和摄像机。

特别注意的是：主供电方式和备用供电方式线路不能同时给系统供电，当选用备用供电方式给系统供电时，DC5V和DC12V的On状态和Out状态是等效的。

如图4所示，本发明的存储器单元包括ATA硬盘和硬盘托架，硬盘固定在硬盘托架上，硬盘托架固定在机箱单元的后板上。

如图5所示，本发明的外部接口单元包括DC18～36V输入接口、DC12V输入/输出接口、DC5V输入/输出接口、标准以太网接口、JTAG接口、USB接口、DC5/12V接口、视频接口和RS232/422接口，其中DC12V输入/输出接口和DC5V输入/输出接口采用航空插头与DSP处理器单元的电源电路和电源单元的输出端连接；标准以太网接口、JTAG接口、视频接口和RS232/422接口与DSP处理器单元的以太网接口、JTAG接口、视频接口和RS232/422接口连接；USB接口和DC5/12V接口直接与存储器单元中的硬盘连接用于应用数据的上传和下载。

本发明的机箱单元包括前板、后板、顶板、底板和侧板，前板有电源指示灯、开关及其开关功能的标注，左上角标有计算机名称，右下角标有生产单位；后板是根据接口单元中各个接口的形状和大小进行开的孔，用于固定外部接口单元中的各种接口器件；侧板打了一些圆孔用于散热；底板用于固定DSP处理器单元；上板安装拉手用于计算机的搬运；后板、顶板、底板和侧板为黑色，前板为浅灰色。

Claims (9)

1、基于DSP的景像匹配计算机，其特征在于：包括DSP处理器单元、存储器单元、电源单元、外部接口单元和机箱单元。

2、根据权利要求1所述的基于DSP的景像匹配计算机，其特征在于：所述的DSP处理器单元包括DSP芯片、视频解码电路、电源电路、时钟电路、EMIF总线、SDRAM、FLASH、10M/100M以太网接口、ATA硬盘接口和UART单元及异步串口RS232电平转换电路，DSP芯片是负责数据采集和匹配计算以及任务调度；视频解码电路将模拟的视频信号转化为数字信号并送入DSP芯片中供匹配计算；电源电路为DSP芯片提供稳定的供电电路，使DSP芯片能够正常工作；时钟电路为整个DSP处理器单元提供稳定的时序；EMIF总线提供了外部存储扩展接口，用于和SDRAM、FLASH和ATA硬盘连接以及利用先进先出存储器扩展RS232接口；异步串口RS232电平转换电路实现DSP处理器单元对外设数据的采集；10M/100M以太网接口用于传输DSP处理器单元中的数据在终端显示设备上显示。

3、根据权利要求1所述的基于DSP的景像匹配计算机，其特征在于：所述存储器单元包括ATA硬盘和托架，托架用于固定ATA硬盘，ATA硬盘用于数据存储。

4、根据权利要求1所述的基于DSP的景像匹配计算机，其特征在于：所述的电源单元包括电源电路、电源转换模块、指示灯和开关，电源转换模块包括DC18～36V转DC5V模块和DC18～36V转12V模块，具有适应DC18～36V直流电和电池供电两种输入供电方式以及对外输出DC12V和DC5V的功能。

5、根据权利要求1所述的基于DSP的景像匹配计算机，其特征在于：所述的外部接口单元包括DC18～36V输入接口、DC12V输入/输出接口、DC5V输入/输出接口、标准以太网接口、JTAG接口、USB接口、DC5/12V接口、视频接口和RS232/422接口，外部接口单元负责DSP处理器单元与外设的连接。

6、根据权利要求1所述的基于DSP的景像匹配计算机，其特征在于：所述的机箱单元包括前板、后板、顶板、底板和侧板，前板有电源指示灯和开关、计算机名称和生产单位；后板是接口单元的对外接口和固定硬盘托架；侧板用于散热；底板用于固定DSP处理器单元。

7、根据权利要求2所述的基于DSP的景像匹配计算机，其特征在于：所述的DSP芯片为TMS320C6000系列，具有超长指令字结构。

8、根据权利要求2所述的基于DSP的景像匹配计算机，其特征在于：所述的SDRAM是8M×64bits的HY57V561620系列电器元件，FLASH是4M×8bits的K9K2G16U0M系列电器元件实现。

9、根据权利要求2所述的基于DSP的景像匹配计算机，其特征在于：所述的视频解码电路中的视频解码芯片采用TVP5150PBS系列芯片实现。

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