CN109669164A - 一种sar图像显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种SAR图像显示设备，包括：PC104控制模块，用于SAR图像显示设备的综合控制；PCI数据采集卡，通过PCI总线与PC104控制模块连接，用于高速实时采集图像数据；数据接口板，通过LVDS并行接口与PCI数据采集卡连接，用于将CamerLink图像数据转换为并行LVDS接口数据，输入至各个PCI数据采集卡；综合数据模块，与数据接口板连接，用于实现与数据接口板之间的数据输入输出。本发明提高了产品的可靠性，和使用上的便捷性。

Description

一种SAR图像显示设备

技术领域

本发明涉及合成孔径雷达图像显示技术领域，尤其涉及一种SAR图像显示设备。

背景技术

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)是一种高分辨率微波成像雷达，具有全天时、全天候、分辨率不受载体平台高度影响等优点。SAR在民用领域中的国土测量、环境及灾害监视、海洋观测、海面污染物监测、地形测绘、资源勘探、星际测量等方面都具有十分重要的作用。

SAR图像显示设备是机载合成孔径雷达的一个重要测试工装，一般用于记录和显示SAR雷达图像数据，在显示的同时，要做参数的分析和提取，供SAR雷达的测试人员进行判读。SAR图像显示设备具有数据率高，数据容量大的特点，并且满足对温度、车载震动等使用环境要求。

实践表明，SAR图像显示设备的研制和应用有着较大的现实意义。首先，SAR图像显示设备能够实时记录SAR产生的图像，包含雷达参数，地理信息参数等重要信息，SAR图像显示设备对SAR系统自身的成像分析是必不可少的。因此，如何设计出通用性强、便捷的、高速、大容量、高可靠性能的SAR图像显示设备有着很重要的现实意义。

在SAR图像显示设备的研制过程中，往往需要根据雷达的具体工作参数进行定制，这样就会带来较大的研制成本开销。

现有的SAR图像显示设备存在如下缺点：(1)数据接口较为单一，现有SAR图像显示设备往往只具备较为单一的数据接口，这样在配置不同雷达的时候，需要重新研制不同SAR图像显示设备，这样就增加了成本和研究人员的工作量，并且不利于产品的批量生产和较大范围的使用。(2)功能较为单一，现有SAR图像显示设备往往只具备图像的显示功能，缺乏数据记录功能和数据辅助调试功能，这样就限制了设备的使用范围。

发明内容

鉴于上述技术问题，本发明的目的在于提供一种SAR图像显示设备。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

根据本发明的一个方面，提供了一种SAR图像显示设备，包括：

PC104控制模块，用于SAR图像显示设备的综合控制；

PCI数据采集卡，通过PCI总线与PC104控制模块连接，用于高速实时采集图像数据；

数据接口板，通过LVDS并行接口与PCI数据采集卡连接，用于将CamerLink图像数据转换为并行LVDS接口数据，输入至各个PCI数据采集卡；

综合数据模块，与数据接口板连接，用于实现与数据接口板之间的数据输入输出。

在本发明的某些实施例中，SAR图像显示设备还包括：

RS232-422转换电路，其一端通过COM1接口与PC104控制模块连接，另一端与数据接口板连接，实现通过串口协议进行状态监控，并将数据输出至数据接口板，数据接口板再将数据输出至综合数据模块，同时数据接口板将综合数据模块的数据通过转换电路输入至PC104控制模块。

在本发明的某些实施例中，综合数据模块包括：

第一数据输入模块，用于输入并行32bit LVDS数据流；

第二数据输入模块，用于输入Camerlink接口的数据流；

第一测试信号源输出模块，用于输出并行32bit LVDS数据；

第二测试信号源输出模块，用于输出Camerlink数据；

状态指示模块，用于显示SAR图像显示设备的工作状态；

光纤接口，用于传输光纤信号数据。

在本发明的某些实施例中，状态指示模块包括电源指示灯、系统启动指示灯、数据接收指示灯、备用指示灯。

在本发明的某些实施例中，SAR图像显示设备还包括：

电源选择开关，用于提供至少两种电压输入。

在本发明的某些实施例中，SAR图像显示设备还包括：

USB前置接口，与PC104控制模块连接，用于导出用户数据；

VGA显示接口，与PC104控制模块连接，用于显示数据；

RS485/485串口，与PC104控制模块连接，用于指令发送和状态监控；

网络接口，与PC104控制模块连接，用于将采集到的图像数据通过网络实时传送到上位机。

在本发明的某些实施例中，PC104控制模块用PowerPC主板或者ARM主板代替。

从上述技术方案可以看出，本发明的SAR图像显示设备至少具有以下有益效果其中之一：

(1)本发明可以降低SAR图像显示的复杂度；

(2)本发明可以降低SAR图像显示的工作量；

(3)本发明结构简单，可提高SAR图像显示的可靠性；

(4)本发明提高了SAR图像显示设备的通用性和便捷性。

附图说明

图1为本发明实施例SAR图像显示设备组成图。

图2为本发明实施例SAR图像显示设备轴视图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

本发明提供了一种SAR图像显示设备，图1为本发明实施例SAR图像显示设备组成图。如图1所示，本发明SAR图像显示设备包括：

PC104控制模块，用于SAR图像显示设备的综合控制，是综合控制的硬件平台，集成运算功能、数据接口总线控制功能，其上可以运行最终的综合控制软件。

PCI数据采集卡，通过PCI总线与PC104控制模块双向连接，用于高速实时采集图像数据。例如，PCI数据采集卡是基于PLX9054接口芯片研制的高速PCI-plus总线接口的数据采集卡。

数据接口板，通过LVDS并行接口与PCI数据采集卡单向连接，用于将CamerLink图像数据转换为并行LVDS接口数据，输入至各个PCI数据采集卡。例如数据接口板是基于XC6SLX75T芯片研制的。

综合数据模块，与数据接口板连接，用于实现与数据接口板之间的数据输入输出。综合数据模块包括：

第一数据输入模块，用于输入并行32bit LVDS数据流；

第二数据输入模块，用于输入Camerlink接口的数据流；

第一测试信号源输出模块，用于输出并行32bit LVDS数据；

第二测试信号源输出模块，用于输出Camerlink数据；

状态指示模块，与数据接口板单向连接，用于显示SAR图像显示设备的工作状态；

光纤接口，与数据接口板双向连接，用于传输光纤信号数据，优选地，光纤接口集成在数据接口板上。

RS232-422转换电路，RS232-422转换电路一端通过COM1接口与PC104控制模块连接，另一端与数据接口板连接，实现通过串口协议进行状态监控的功能，并将数据输出至数据接口板，数据接口板再将数据输出至综合数据模块，同时数据接口板将综合数据模块的数据通过转换电路输入至PC104控制模块。

USB前置接口，与PC104控制模块双向连接，用于导出用户数据。优选地，设置4个USB前置接口。

VGA显示接口，与PC104控制模块单向连接，用于显示数据。

RS485/485串口，与PC104控制模块双向连接，用于指令发送和状态监控。具体地，RS485/485串口通过COM2接口与PC104控制模块连接。

网络接口，与PC104控制模块双向连接，用于将采集到的图像数据通过网络实时传送到上位机。

电源选择开关，用于提供至少两种电压输入。具体地，电源选择开关提供AC电源和DC电源，当电源选择开关选择好电源类型后输入至电源开关，输出相应的电源电压。在一具体实施例中，状态指示模块包括电源指示灯、系统启动指示灯、数据接收指示灯、备用指示灯。

其中，PC104控制模块采用小型X86工控主板作为控制核心，具体采用的工控计算机配置参数如下：CM236芯片组，I7-6770CPU，板载8GB DDR4 2400内存，该工控板的优点在于：(1)具有标准的PC104Plus标准的PCI总线接口；(2)运算性能好；(3)具有良好的抗震性和可扩展性；(4)体积小，功耗低，便于二次集成。

采用Xilinx的FPGA(型号为XC7K325T-2FFG900I)作为数据调理核心处理芯片。采用该芯片具有FPGA特有的接口灵活性，便于将不同格式的图像数据流进行处理和接收，然后转化为标准数据流，发送给工控计算机，进行数据的采集、记录和显示。图像数据的格式可以为标准串行无线链路的同步串行接口标准、异步串行标准、CAMERLINK标准、同步并行LVDS标准、或者同步串行异步LVDS标准、多模或者单模光纤光接口标准。

因此，数据接口板的功能是接收CAMERLINK接口的数据流(或者并行32bit LVDS数据流)，缓存后再将其转换为并行LVDS数据流，然后发送给PCI PLX9054数据采集卡。为了调试的方便，数据接口板集成了CAMMERLINK编码数据源和32bit LVDS数据源的功能，便于设备的自检。为了功能扩展，数据接口板模块集成了光纤接口。在工作时，数据接口板通过串口接收模式设置指令，根据工作模式确定接收CAMMERLINK数据还是32BIT并行LVDS数据，当有数据到达时，数据指示灯会闪烁，以提示用户。

优选地，SAR图像显示设备采用双电源标准(28V航空电源和220V交流市电)，便于在实验飞机上使用和实验室环境下使用。

具体地，实现本发明时，

(1)在X86系统上采用64位操作系统(也可以用LINUX，Vxworks等)，采用64位操作系统的优点是可以管理更大容量的存储介质，以及可以管理更大的系统内存。更大的存储介质对于长时间记录数据有着现实意义；更大的系统内存可以作为缓存用，用来平滑固态存储介质的瞬间失速现行。

(2)采用高可靠的工业级固态盘作为图像数据记录的载体，便于提高数据记录速度和系统抗震动特性。工业级固态盘可以用SATA盘、MSATA盘，或者M.2接口的PCIe固态盘来替换。

(3)利用Microsoft公司的VC6.0或者之后的开发工具进行开发，首先将通过PCI接口驱动软件，实时读取PCI总线上采集到的图像数据，并实时记录下来，同时，将记录下来的数据做实时显示处理。并且可以通过TCP/IP协议，将图像数据发送到更高级的图像工作站，做进一步的图像分析处理。

本发明中的PC104可以用PowerPC主板，或者ARM主板替代。

如图2所示，SAR图像显示设备结构上设计为便携式机箱形式，机箱左右面板及顶板各有把手方便搬运，且把手均采用隐藏式设计，简洁美观。为调试方便，将电源和PC104控制模块分别置于中间隔板的上、下面安装，可以通过拆机箱顶板和底板对电源与PC104电路板机箱相关操作。关于散热，将发热量大的电源模块紧贴机箱底板安装，利于其传导散热，PC104控制模块、PCI数据采集卡(LVDS并行接口)、数据接口板自然散热。考虑机箱的密封与屏蔽，在机箱各面板搭接处装有密封条和衬垫，显示设备重量在6Kg左右。

至此，已经结合附图对本实施例进行了详细描述。依据以上描述，本领域技术人员应当对本发明SAR图像显示设备有了清楚的认识。实现本发明时采用工业级及以上标准，并且考虑了环境适应性(温度，震动，冲击等)。

需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换。

还需要说明的是，本文可提供包含特定值的参数的示范，但这些参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应值。实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本发明的保护范围。此外，除非特别描述或必须依序发生的步骤，上述步骤的顺序并无限制于以上所列，且可根据所需设计而变化或重新安排。并且上述实施例可基于设计及可靠度的考虑，彼此混合搭配使用或与其他实施例混合搭配使用，即不同实施例中的技术特征可以自由组合形成更多的实施例。

综上所述，本发明提供了一种全新的SAR图像显示设备，该设备在数据接口多样性、功能多样性、可靠性、生产复杂度等方面有着较大的改进，从而缩短了产品的研发周期，提高了产品的可靠性，和使用上的便捷性。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种SAR图像显示设备，其特征在于，包括：

PC104控制模块，用于SAR图像显示设备的综合控制；

PCI数据采集卡，通过PCI总线与PC104控制模块连接，用于高速实时采集图像数据；

数据接口板，通过LVDS并行接口与PCI数据采集卡连接，用于将CamerLink图像数据转换为并行LVDS接口数据，输入至各个PCI数据采集卡；

综合数据模块，与数据接口板连接，用于实现与数据接口板之间的数据输入输出。

2.根据权利要求1所述的SAR图像显示设备，其特征在于，还包括：

RS232-422转换电路，其一端通过COM1接口与PC104控制模块连接，另一端与数据接口板连接，实现通过串口协议进行状态监控，并将数据输出至数据接口板，数据接口板再将数据输出至综合数据模块，同时数据接口板将综合数据模块的数据通过转换电路输入至PC104控制模块。

3.根据权利要求2所述的SAR图像显示设备，其特征在于，综合数据模块包括：

第一数据输入模块，用于输入并行32bit LVDS数据流；

第二数据输入模块，用于输入Camerlink接口的数据流；

第一测试信号源输出模块，用于输出并行32bit LVDS数据；

第二测试信号源输出模块，用于输出Camerlink数据；

状态指示模块，用于显示SAR图像显示设备的工作状态；

光纤接口，用于传输光纤信号数据。

4.根据权利要求3所述的SAR图像显示设备，其特征在于，状态指示模块包括电源指示灯、系统启动指示灯、数据接收指示灯、备用指示灯。

5.根据权利要求1所述的SAR图像显示设备，其特征在于，还包括：

电源选择开关，用于提供至少两种电压输入。

6.根据权利要求5所述的SAR图像显示设备，其特征在于，还包括：

USB前置接口，与PC104控制模块连接，用于导出用户数据；

VGA显示接口，与PC104控制模块连接，用于显示数据；

RS485/485串口，与PC104控制模块连接，用于指令发送和状态监控；

网络接口，与PC104控制模块连接，用于将采集到的图像数据通过网络实时传送到上位机。

7.根据权利要求1所述的SAR图像显示设备，其特征在于，PC104控制模块用PowerPC主板或者ARM主板代替。