CN114650352B - 应用于cpci计算机的图像跟踪采集装置、图像跟踪采集系统 - Google Patents

应用于cpci计算机的图像跟踪采集装置、图像跟踪采集系统 Download PDF

Info

Publication number
CN114650352B
CN114650352B CN202210226901.7A CN202210226901A CN114650352B CN 114650352 B CN114650352 B CN 114650352B CN 202210226901 A CN202210226901 A CN 202210226901A CN 114650352 B CN114650352 B CN 114650352B
Authority
CN
China
Prior art keywords
image
data
tracking
sdram
fpga
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202210226901.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114650352A (zh
Inventor
任明
吴川
高云龙
冯洋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS
Original Assignee
Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS filed Critical Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS
Priority to CN202210226901.7A priority Critical patent/CN114650352B/zh
Publication of CN114650352A publication Critical patent/CN114650352A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114650352B publication Critical patent/CN114650352B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50Constructional details
    • H04N23/54Mounting of pick-up tubes, electronic image sensors, deviation or focusing coils
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/20Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using video object coding
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/44Decoders specially adapted therefor, e.g. video decoders which are asymmetric with respect to the encoder
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/02Services making use of location information
    • H04W4/029Location-based management or tracking services
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D10/00Energy efficient computing, e.g. low power processors, power management or thermal management

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Image Analysis (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Abstract

本发明实施例中提供了一种应用于CPCI计算机的图像跟踪采集装置、图像跟踪采集系统,将FPGA、DSP、单片机、SDRAM、PCI芯片等芯片相结合的方案,解决了目前CPCI计算机采集SDI图像困难的问题,同时可实现目标跟踪,并且将DA转换功能、串口通信等功能集成在一起。实现了各个模块可相互独立工作,大大提高了装置的利用率,降低了成本。试验表明该系统具有较高的实时性和稳定性。本发明系统在项目实施中得到了很好的应用,稳定可靠的实现了图像采集、图像跟踪、串口通信等功能,有着广阔的应用市场和研究价值。

Description

应用于CPCI计算机的图像跟踪采集装置、图像跟踪采集系统
技术领域
本发明涉及计算机领域,特别涉及一种应用于CPCI计算机的图像跟踪采集装置、图像跟踪采集系统。
背景技术
CPCI计算机因其接口稳定可靠,广泛应用于机载、车载以及舰载等军事或工业领域。目前市场上有PAL制式图像采集卡可应用于CPCI计算机,在SDI制式图像方面并无应用于CPCI计算机的图像采集产品,而随着数字相机使用的越来越广泛,成像质量越来越高,对于SDI图像应用于CPCI计算机已势在必行。在工业领域,图像采集进入计算机后需要计算机进行一系列的处理,包括目标跟踪,图像增强,图像滤波等,这就增加了计算机的数据处理量,无法保证目标跟踪的实时性。传统CPCI图像采集卡不具备图像跟踪功能,或者图像跟踪卡不具备图像采集功能,使得应用于CPCI计算机的图像采集装置或者图像跟踪装置无法完美的融合在一起,仅能实现图像采集或者图像跟踪的功能,又或者无法实现串口数据的收发、图像数据的处理、图像转格式输出等功能,需要另外配置例如串口通信板卡、图像处理板卡、图像转换板卡等,浪费了大量的资源与空间。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例中提供了一种应用于CPCI计算机的图像跟踪采集装置、图像跟踪采集系统,稳定可靠的实现了图像采集、图像跟踪、串口通信等功能,有着广阔的应用市场和研究价值。
第一方面,本发明实施例中提供一种应用于CPCI计算机的图像跟踪采集装置,包括:
图像接收模块,用于获取待采集的图像数据;
图像跟踪处理模块,与所述图像接收模块电连接,用于对所述图像数据中目标物进行跟踪定位;
图像采集模块,与所述图像跟踪处理模块电连接,用于对所述图像数据进行处理,以供CPCI计算机使用;
通信模块,与所述图像跟踪处理模块电连接,用于接收外部的控制命令和发送图像跟踪处理模块的状态以及CPCI计算机的控制命令;
所述图像跟踪处理模块包括第一现场可编程逻辑门阵列FPGA和数字信号处理器DSP,所述通信模块、所述图像接收模块、所述DSP均与所述第一FPGA电连接;
所述图像采集模块包括第二现场可编程逻辑门阵列FPGA、外围器件互联标准PCI总线接口芯片和至少一个同步动态随机存取内存SDRAM,所述第一FPGA、所述PCI总线接口芯片和所述SDRAM与所述第二FPGA电连接;
由所述图像接收模块获取图像数据,输出至所述图像跟踪处理模块,所述图像跟踪处理模块对所述图像数据进行跟踪处理生成跟踪结果,在第一状态下,所述跟踪结果通过所述通信模块进行传输;
在第二状态下,所述图像跟踪处理模块将所述图像数据和所述跟踪结果传输给所述图像采集模块。
作为一种可选的方案,还包括:
电压输出模块,与所述第一FPGA电连接,用于对电压值进行控制以指导伺服机构运动,所述电压输出模块包括单片机和数模转换DA芯片,所述第一FPGA将电压数据的数字量根据波特率进行编码,形成高低电平传输给所述单片机,所述单片机进行解码,并将数据通过串行外设接口SPI通信的方式传输给所述DA芯片,从而使所述DA芯片输出电压。
作为一种可选的方案,所述图像接收模块包括图像输入源和视频解码单元,所述视频解码单元将所述图像输入源的图像数据解码为数字图像信息,所述数字图像信息包括像素时钟、像素亮度数据、行同步、帧同步数据。
作为一种可选的方案,所述图像数据的帧频为25/30HZ或50/60HZ,所述数字图像信息对应的传输图像为灰度图像。
作为一种可选的方案,所述图像输入源为数字分量串行接口SDI相机,所述图像数据为SDI图像。
作为一种可选的方案,还包括:
视频编码模块,与所述第一FPGA电连接,用于将所述图像跟踪处理模块处理后的数字图像信息进行编码输出。
作为一种可选的方案,所述图像数据传输至所述DSP,所述DSP对所述图像数据进行跟踪定位得到目标物的像素位置,并将所述像素位置的数据反馈给第一FPGA,所述第一FPGA根据所述像素位置在所述图像数据上进行波门的叠加;
所述第一FPGA将所述通信模块输入的高低电平根据波特率解码为十六进制数据,并将所述十六进制数据与所述数字图像信息的一帧数据进行重组,将所述数字图像信息的第一行有效数据替换为串口数据和脱靶量数据,并在其中加入用于CPCI计算机进行校验的校验位,所述第一FPGA将重组后的数字图像信息传输给所述第二FPGA和所述视频编码模块分别进行输出。
作为一种可选的方案,所述SDRAM设置为两个,分别配置为第一SDRAM和第二SDRAM,所述第一FPGA中配置有第一先入先出队列FIFO和第二先入先出队列FIFO,将重组后的数字图像信息中的有效数据提取出来放入第一FIFO中,当第一FIFO中可读取数据量大于20000时,将数据传输给所述第一SDRAM,可读数据小于3000时停止传输给所述第一SDRAM,所述第一SDRAM接收到数据后会存储数据,并依次将数据进行地址的累加,直到有场同步信号时,将所述第一FIFO中数据全部传输给所述第一SDRAM,至此一帧图像数据全部传输给所述第一SDRAM,在所述第一SDRAM存满后,第二帧图像会以同样的传输方式存储到所述第二SDRAM中,所述第一SDRAM中存储的第一帧图像数据会传输给所述第二FIFO中,所述第一SDRAM和所述第二SDRAM交替接收发送数据。
作为一种可选的方案,所述PCI总线接口芯片为PCI9054,32位,时钟为33MHZ,所述SDI图像的像素时钟为74.25MHZ,所述第二FPGA获取数据后进行降速处理。
第二方面,本发明实施例中提供一种图像跟踪采集系统,包括上述应用于CPCI计算机的图像跟踪采集装置和CPCI计算机,所述CPCI计算机与图像采集模块电连接。
本发明实施例中提供了一种应用于CPCI计算机的图像跟踪采集装置、图像跟踪采集系统,将FPGA、DSP、单片机、SDRAM、PCI芯片等芯片相结合的方案,解决了目前CPCI计算机采集SDI图像困难的问题,同时可实现目标跟踪,并且将DA转换功能、串口通信等功能集成在一起。实现了各个模块可相互独立工作,大大提高了装置的利用率,降低了成本。试验表明该系统具有较高的实时性和稳定性。本发明系统在项目实施中得到了很好的应用,稳定可靠的实现了图像采集、图像跟踪、串口通信等功能,有着广阔的应用市场和研究价值。
附图说明
图1为本发明实施例中提供的一种应用于CPCI计算机的图像跟踪采集装置的结构框图;
图2为本发明实施例中提供的一种应用于CPCI计算机的图像跟踪采集装置中PCI总线接口芯片的传输数据流程图;
图3为本发明实施例中提供的一种应用于CPCI计算机的图像跟踪采集装置中第二FPGA的数据传输流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面将结合本公开实施例中的附图,对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
结合图1所示,本发明实施例中提供一种应用于CPCI计算机的图像跟踪采集装置,包括:
图像接收模块1,用于获取待采集的图像数据;
图像跟踪处理模块2,与所述图像接收模块1电连接,用于对所述图像数据中目标物进行跟踪定位;
图像采集模块3,与所述图像跟踪处理模块2电连接,用于对所述图像数据进行处理,以供CPCI计算机5使用;
通信模块4,与所述图像跟踪处理模块2电连接,用于接收外部的控制命令和发送图像跟踪处理模块的状态以及CPCI计算机的控制命令;
所述图像跟踪处理模块2包括第一现场可编程逻辑门阵列FPGA21和数字信号处理器DSP22,所述通信模块4、所述图像接收模块1、所述DSP22均与所述第一FPGA21电连接;
所述图像采集模块3包括第二现场可编程逻辑门阵列FPGA31、外围器件互联标准PCI总线接口芯片32和至少一个同步动态随机存取内存SDRAM,所述第一FPGA21、所述PCI总线接口芯片32和所述SDRAM与所述第二FPGA31电连接;
由所述图像接收模块1获取图像数据,输出至所述图像跟踪处理模块2,所述图像跟踪处理模块2对所述图像数据进行跟踪处理生成跟踪结果,在第一状态下,所述跟踪结果通过所述通信模块4进行传输;在第二状态下,所述图像跟踪处理模块将所述图像数据和所述跟踪结果传输给所述图像采集模块3,本装置同时具备图像跟踪和图像采集功能,第一状态可以对应在不进行图像采集功能,单独进行图像跟踪功能,此时可以作为图像跟踪器使用,第二状态可以对应同时进行图像跟踪和图像采集功能。
本实施例中,通信模块4可以采用两个串口通信端口,与第一FPGA21电连接,将外部的差分信号与高低电平信号进行相互转换,用于接收外部422通信的串口数据,以及发送由CPCI计算机5下发的指令数据,或者由图像跟踪处理模块2产生的脱靶量数据等。
具体地,本装置在不使用图像采集功能时,可以作为图像跟踪器使用。为了使图像跟踪处理后的脱靶量、目标对比度、有无目标等信息传输出去,采用422串口通信的方式对外接收发送数据,加入了通信模块,通信模块4设计了两个串口端口。该通信模块4由MAX490芯片组成,并与第一FPGA21相连,将外部的差分信号与高低电平信号进行相互转换,用于接收外部422通信的串口数据,以及发送由CPCI计算机5下发的指令数据,或者由图像跟踪处理模块产生的脱靶量数据等。
在一些实施例中,在工业及军事领域中,获取图像上的目标是为了指导伺服机构进行运动,使目标一直在视场中心位置,达到对目标的实时跟踪状态。伺服机构的电机往往需要通过电压值进行控制,现有技术是通过再外接一块DA卡实现将电机需要旋转角度的数字量转换为电压值,浪费了资源和空间,同时外接另一块电路板也增加了系统的复杂性,降低了可靠性。针对上述问题,本发明增加了电压输出模块24,无需接DA卡即可实现控制电机的电压输出,控制伺服电机的工作。本发明提供的装置中电压输出模块24与第一FPGA21电连接,用于对电压值进行控制以指导伺服机构运动,所述电压输出模块24包括单片机241和数模转换DA芯片242,所述第一FPGA21将电压数据的数字量根据波特率进行编码,形成高低电平传输给所述单片机241,所述单片机241进行解码,并将数据通过串行外设接口SPI通信的方式传输给所述DA芯片242,从而使所述DA芯片242输出电压,DA芯片242输出电压的范围为-10V~10V,对应的数字量输入的范围为0~65535,通过动态的输入数字量控制输出电压的大小,需要说明的是,对于DA芯片242的型号和电压范围可以根据需要进行选择,对此不做限定。
具体地,输出给电压输出模块23的电压数据可以通过串口直接输入,也可以通过CPCI计算机5进行传输过来,还可以用串口将焦距值输入到第一FPGA21中,通过第一FPGA21进行计算,因此本装置具有良好的灵活性,各个模块可实现单独工作。
作为一种可选的方案,所述图像接收模块1包括图像输入源11和视频解码单元12,所述视频解码单元12将所述图像输入源11的图像数据解码为数字图像信息,所述数字图像信息包括像素时钟、像素亮度数据、行同步、帧同步数据,所述图像数据的帧频为25/30HZ或50/60HZ,所述数字图像信息对应的传输图像为灰度图像。所述图像输入源11为SDI(serialdigital interface,数字分量串行接口)相机,所述图像数据为SDI图像。视频由SDI相机输入,传输进入视频解码单元12,视频解码单元12包括SDI视频解码芯片,SDI视频解码芯片将视频解码为数字信息,包括:像素时钟、像素亮度数据、行同步、帧同步数据,SDI图像的帧频可以是50/60HZ或者25/30HZ。经过解码后的图像数据传输到第一FPGA中,所传输的图像为灰度图像,即只将解码后的每个像素的8bit亮度信息传输给第一FPGA中。
本发明实施例中,为了将第一FPGA处理后的图像数据输出至外部,本装置还包括:
视频编码模块23,与所述第一FPGA21电连接,用于将所述图像跟踪处理模块2处理后的数字图像信息进行编码输出,视频编码模块23可以采用SDI视频编码芯片,用于进行SDI图像输出。
在一些实施例中,进行解码处理得到的数字图像信息传输至第一FPGA21,第一FPGA21将数字图像信息中图像数据传输至所述DSP22,所述DSP22对所述图像数据进行跟踪定位得到目标物的像素位置,并将所述像素位置的数据反馈给第一FPGA21,所述第一FPGA21根据所述像素位置在所述图像数据上进行波门的叠加。第一FPGA21将所述通信模块输入的高低电平根据波特率解码为十六进制数据,并将所述十六进制数据与所述数字图像信息的一帧数据进行重组,将所述数字图像信息的第一行有效数据替换为串口数据和脱靶量数据,并在其中加入用于CPCI计算机5进行校验的校验位,所述第一FPGA21将重组后的数字图像信息传输给所述第二FPGA31和所述视频编码模23块分别进行输出,需要说明的是,本发明所传输的SDI图像大小为1080P,一行图像的有效数据为1920个字节,完全可容纳串口数据和脱靶量数据,这里的波门指的是在图像上目标位置处叠加一个方框,方便在图像上观测目标,以及判断跟踪的目标位置是否正确。
本实施例中,第一FPGA21可实现串口数据的解码、图像数据向DSP22的传输、图像数据向第二FPGA31的传输、波门和十字丝的叠加,其中十字丝为确定视线方向,在光学系统焦面上特制的固定标记(呈十字形),在天文观测中可以用以瞄准导星。
在一些实施例中,SDRAM设置为两个,分别配置为第一SDRAM33和第二SDRAM34,所述第一FPGA21中配置有第一先入先出队列FIFO和第二先入先出队列FIFO,将重组后的数字图像信息中的有效数据提取出来放入第一FIFO中,当第一FIFO中可读取数据量大于20000时,将数据传输给所述第一SDRAM33,可读数据小于3000时停止传输给所述第一SDRAM33,所述第一SDRAM33接收到数据后会存储数据,并依次将数据进行地址的累加,直到有场同步信号时,将所述第一FIFO中数据全部传输给所述第一SDRAM33,至此一帧图像数据全部传输给所述第一SDRAM33,在所述第一SDRAM33存满后,第二帧图像会以同样的传输方式存储到所述第二SDRAM34中,所述第一SDRAM33中存储的第一帧图像数据会传输给所述第二FIFO中,所述第一SDRAM33和所述第二SDRAM34交替接收发送数据,通过两路不同的输出,增加了本装置使用的灵活性。
具体地,本专利通过双FIFO加双SDRAM对数据进行传输。将数据中的有效数据提取出来放入第二FPGA31的第一FIFO中,当第一FIFO中可读取数据量大于20000时,将数据传输给第一SDRAM33,可读数据小于3000时停止传输给第一SDRAM33,本专利采用的是16bit的SDRAM,SDRAM收发数据采用的时钟为66MHZ时钟,第一SDRAM33接收到数据后会存储数据,并依次将数据进行地址的累加,直到有场同步信号时,将第一FIFO中数据全部传输给第一SDRAM33,至此一帧图像数据全部传输给了第一SDRAM33,而此时第一SDRAM33中的地址也会累加到1920*1080,这时表示数据传输正常。第一SDRAM33存满后,第二帧图像会以同样的传输方式存储到第二SDRAM34中,此时第一SDRAM33中存储的第一帧图像数据会传输给第二FPGA31中的第二FIFO中。第二FIFO的输入时钟为66MHZ,数据宽度为16bit,输出时钟为33MHZ,数据宽度为32bit,数据由第二FIFO输出传输给PCI9054芯片。第一SDRAM33与第二SDRAM34交替接受发送数据,可以使一整幅图像连续传输给PCI9054芯片,大大降低了传输过程中丢失数据的风险。经上述流程可以将74.25MHZ像素时钟和8bit像素数据转换为PCI9054可以传输的33MHZ时钟和32bit数据。
结合图2所示,当CPCI计算机5开始接收数据时,PCI总线接口芯片32会向CPCI计算机5传输数据,发明实施例具体流程如下:
S201、CPCI计算机进入采集图像程序;
S202、发送装置复位命令,进行初始化;
S203、接收图像、脱靶量以及串口信息;
S204、校验信息是否正确,若正确执行S205,若不正确则执行S202;
S205、显示、存储以及处理图像;
S206、向装置发送控制命令。
本发明实施例通过对接收的图像第一行数据进行校验,因为第一行数据为通信数据可识别其中的校验位进行校验,若校验信息正确则接收图像,若信息不正确则传输数据有丢失,对整个装置进行复位。
在一些实施例中,所述PCI总线接口芯片32为PCI9054,32位,时钟为33MHZ,所述SDI图像的像素时钟为74.25MHZ,因此第二FPGA获取数据后需要进行降速处理,需要说明的是,器件的信号可以根据需要进行灵活选择,对此不做限定。
结合图3所示,下面对本发明实施例中应用于CPCI计算机的图像跟踪采集装置的计算机控制命令传输方式进行介绍。
本发明可实现计算机向下位机发送指令,从而实现对各个芯片的控制和对外的通信。PCI总线接口芯片32采用PCI9054芯片,PCI9054芯片为32位传输芯片,一个时钟可以传输4个字节,一般控制命令都大于4个字节,因此,需要将一包数据分成多个时钟进行传输。将一包控制命令拆分为多组数据,进行多次时钟进行传输,本专利为了防止传输过程中数据丢失以及方便第一FPGA21进行数据重组,每个小包数据都有一个字节为组号,即第几组数据,每个时钟传输的4个字节数据组成为:第一个字节为组号,另外三个字节为控制命令数据。PCI9054芯片收到的数据会传输给第二FPGA31,第二FPGA31接收到数据后的数据传输流程如下:
S301、第二FPGA接收由计算机发送的控制命令;
S302、判断命令是否完整,若完整则执行S303,否则执行S301;
S303、根据组号进行数据重组;
S304、重组后的控制命令传输给第一FPGA;
S305、根据命令实现对第一FPGA和DSP的控制;
S306、第一FPGA对控制命令进行重组发送给通信模块和单片机,实现对外串口数据的发送和DA芯片输出的控制。
经过上述方式可实现对图像跟踪方式的控制、方位俯仰电压值的控制以及对外传输数据。
本发明实施例中提供的应用于CPCI计算机的图像跟踪采集装置,将FPGA、DSP、单片机、SDRAM、PCI芯片等芯片相结合的方案,解决了目前CPCI计算机采集SDI图像困难的问题,同时可实现目标跟踪,并且将DA转换功能、串口通信等功能集成在一起,实现了各个模块可相互独立工作,大大提高了装置的利用率,降低了成本。试验表明该系统具有较高的实时性和稳定性。该发明系统在某些项目中得到了很好的应用,稳定可靠的实现了图像采集、图像跟踪、串口通信等功能,有着广阔的应用市场和研究价值。
相应地,本发明实施例中提供一种图像跟踪采集系统,包括上述应用于CPCI计算机的图像跟踪采集装置和CPCI计算机,所述CPCI计算机与图像采集模块电连接。
本发明实施例中提供的图像跟踪采集系统,稳定可靠的实现了图像采集、图像跟踪、串口通信等功能,有着广阔的应用市场和研究价值。
应该理解,可以使用上面所示的各种形式的流程,重新排序、增加或删除步骤。例如,本发公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行,只要能够实现本公开公开的技术方案所期望的结果,本文在此不进行限制。
上述具体实施方式,并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是,根据设计要求和其他因素,可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等,均应包含在本公开保护范围之内。

Claims (8)

1.一种应用于CPCI计算机的图像跟踪采集装置,其特征在于,包括:
图像接收模块包括图像输入源和视频解码单元,用于获取待采集的图像数据,所述图像输入源为数字分量串行接口SDI相机,所述图像数据为SDI图像;
图像跟踪处理模块,与所述图像接收模块电连接,用于对所述图像数据中目标物进行跟踪定位;
图像采集模块,与所述图像跟踪处理模块电连接,用于对所述图像数据进行处理,以供CPCI计算机使用;
通信模块,与所述图像跟踪处理模块电连接,用于接收外部的控制命令和发送图像跟踪处理模块的状态以及CPCI计算机的控制命令;
所述图像跟踪处理模块包括第一现场可编程逻辑门阵列FPGA和数字信号处理器DSP,所述通信模块、所述图像接收模块、所述DSP均与所述第一FPGA电连接;
所述图像采集模块包括第二现场可编程逻辑门阵列FPGA、外围器件互联标准PCI总线接口芯片和至少一个同步动态随机存取内存SDRAM,所述第一FPGA、所述PCI总线接口芯片和所述SDRAM与所述第二FPGA电连接;
由所述图像接收模块获取图像数据,输出至所述图像跟踪处理模块,所述图像跟踪处理模块对所述图像数据进行跟踪处理生成跟踪结果,在第一状态下,所述跟踪结果通过所述通信模块进行传输;
在第二状态下,所述图像跟踪处理模块将所述图像数据和所述跟踪结果传输给所述图像采集模块;
电压输出模块,与所述第一FPGA电连接,用于对电压值进行控制以指导伺服机构运动,所述电压输出模块包括单片机和数模转换DA芯片,所述第一FPGA将电压数据的数字量根据波特率进行编码,形成高低电平传输给所述单片机,所述单片机进行解码,并将数据通过串行外设接口SPI通信的方式传输给所述DA芯片,从而使所述DA芯片输出电压。
2.根据权利要求1所述的应用于CPCI计算机的图像跟踪采集装置,其特征在于,所述视频解码单元将所述图像输入源的图像数据解码为数字图像信息,所述数字图像信息包括像素时钟、像素亮度数据、行同步、帧同步数据。
3.根据权利要求2所述的应用于CPCI计算机的图像跟踪采集装置,其特征在于,所述图像数据的帧频为25/30HZ或50/60HZ,所述数字图像信息对应的传输图像为灰度图像。
4.根据权利要求1所述的应用于CPCI计算机的图像跟踪采集装置,其特征在于,还包括:
视频编码模块,与所述第一FPGA电连接,用于将所述图像跟踪处理模块处理后的数字图像信息进行编码输出。
5.根据权利要求4所述的应用于CPCI计算机的图像跟踪采集装置,其特征在于,所述图像数据传输至所述DSP,所述DSP对所述图像数据进行跟踪定位得到目标物的像素位置,并将所述像素位置的数据反馈给第一FPGA,所述第一FPGA根据所述像素位置在所述图像数据上进行波门的叠加;
所述第一FPGA将所述通信模块输入的高低电平根据波特率解码为十六进制数据,并将所述十六进制数据与所述数字图像信息的一帧数据进行重组,将所述数字图像信息的第一行有效数据替换为串口数据和脱靶量数据,并在其中加入用于CPCI计算机进行校验的校验位,所述第一FPGA将重组后的数字图像信息传输给所述第二FPGA和所述视频编码模块分别进行输出。
6.根据权利要求5所述的应用于CPCI计算机的图像跟踪采集装置,其特征在于,所述SDRAM设置为两个,分别配置为第一SDRAM和第二SDRAM,所述第一FPGA中配置有第一先入先出队列FIFO和第二先入先出队列FIFO,将重组后的数字图像信息中的有效数据提取出来放入第一FIFO中,当第一FIFO中可读取数据量大于20000时,将数据传输给所述第一SDRAM,可读数据小于3000时停止传输给所述第一SDRAM,所述第一SDRAM接收到数据后会存储数据,并依次将数据进行地址的累加,直到有场同步信号时,将所述第一FIFO中数据全部传输给所述第一SDRAM,至此一帧图像数据全部传输给所述第一SDRAM,在所述第一SDRAM存满后,第二帧图像会以同样的传输方式存储到所述第二SDRAM中,所述第一SDRAM中存储的第一帧图像数据会传输给所述第二FIFO中,所述第一SDRAM和所述第二SDRAM交替接收发送数据。
7.根据权利要求1所述的应用于CPCI计算机的图像跟踪采集装置,其特征在于,所述PCI总线接口芯片为PCI9054,32位,时钟为33MHZ,所述SDI图像的像素时钟为74.25MHZ,所述第二FPGA获取数据后进行降速处理。
8.一种图像跟踪采集系统,其特征在于,包括如权利要求1至7中任一项所述应用于CPCI计算机的图像跟踪采集装置和CPCI计算机,所述CPCI计算机与图像采集模块电连接。
CN202210226901.7A 2022-03-08 2022-03-08 应用于cpci计算机的图像跟踪采集装置、图像跟踪采集系统 Active CN114650352B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210226901.7A CN114650352B (zh) 2022-03-08 2022-03-08 应用于cpci计算机的图像跟踪采集装置、图像跟踪采集系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210226901.7A CN114650352B (zh) 2022-03-08 2022-03-08 应用于cpci计算机的图像跟踪采集装置、图像跟踪采集系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114650352A CN114650352A (zh) 2022-06-21
CN114650352B true CN114650352B (zh) 2023-05-12

Family

ID=81994026

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210226901.7A Active CN114650352B (zh) 2022-03-08 2022-03-08 应用于cpci计算机的图像跟踪采集装置、图像跟踪采集系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114650352B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116033265B (zh) * 2023-01-04 2024-08-06 浙江吉利控股集团有限公司 摄像头共用方法、系统、设备及计算机可读存储介质

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003029922A2 (en) * 2001-10-01 2003-04-10 Kline & Walker, Llc Pfn/trac system faa upgrades for accountable remote and robotics control
CN112040195A (zh) * 2020-09-14 2020-12-04 华平祥晟(上海)医疗科技有限公司 一种数字化集中控制设备及方法
CN113885312A (zh) * 2021-11-06 2022-01-04 深圳市明日系统集成有限公司 光电跟踪系统及方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102314693A (zh) * 2011-07-27 2012-01-11 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 双模视频目标识别跟踪系统
CN107977988A (zh) * 2017-11-21 2018-05-01 北京航宇创通技术有限公司 视频目标跟踪系统、方法、所述系统的控制板
CN108319918B (zh) * 2018-02-05 2022-07-08 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种嵌入式跟踪器及应用于嵌入式跟踪器的目标跟踪方法
CN113572941A (zh) * 2021-08-16 2021-10-29 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 应用于cpci计算机的多功能图像采集装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003029922A2 (en) * 2001-10-01 2003-04-10 Kline & Walker, Llc Pfn/trac system faa upgrades for accountable remote and robotics control
CN112040195A (zh) * 2020-09-14 2020-12-04 华平祥晟(上海)医疗科技有限公司 一种数字化集中控制设备及方法
CN113885312A (zh) * 2021-11-06 2022-01-04 深圳市明日系统集成有限公司 光电跟踪系统及方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
高分辨率多传感器融合图像跟踪系统的设计与实现;王嘉成;孙海江;刘培勋;单海蛟;邓耀华;;液晶与显示(08);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN114650352A (zh) 2022-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102226943B (zh) 一种实现屏幕拼接的系统及方法
CN114650352B (zh) 应用于cpci计算机的图像跟踪采集装置、图像跟踪采集系统
CN104239271A (zh) 一种采用fpga和dsp实现的仿真图像播放器
CN112256627A (zh) 一种光电跟踪系统高清高帧频实时图像处理平台及方法
CN110720206B (zh) 一种数据采集系统、传输转换电路以及移动平台
CN112188093B (zh) 双模态信号融合系统和方法
CN109801590A (zh) 用于led显示屏的多接收单元自动配置方法、装置及系统
CN108712625B (zh) 多通道实时高清图像传输系统及传输方法
CN112954272A (zh) 相机模组、数据传输方法及装置、存储介质和车辆
CN113890977A (zh) 机载视频处理装置及具有其的无人机
CN106717000A (zh) 图像信号处理方法和装置
US20140125832A1 (en) Information processing device, imaging device, and information processing method
CN105681748A (zh) 一种图像摄录装置及监控系统
CN113572941A (zh) 应用于cpci计算机的多功能图像采集装置
CN104505056B (zh) 一种led单元的拼接系统及其地址路由方法
CN101325712A (zh) 一种基于arm的便携式图像实时采集和显示终端
CN115801102B (zh) 一种下行数据的方法、装置及存储介质
CN216905091U (zh) 一种基于srio接口的机载视频数据压缩处理单元
CN215376139U (zh) 基于arm和fpga的高效数据采集系统
US7298397B2 (en) Digital transmission system
CN113497883B (zh) 一种图像处理方法及系统、相机模组、图像采集系统
CN107911610A (zh) 一种应用于图像采集模块的数据处理系统
US20200193135A1 (en) Image processing method and device, and unmanned aerial vehicle
CN106713784B (zh) 一种视频矩阵输入设备、输出设备及级联系统
CN102497514A (zh) 一种三通道视频转发设备和转发方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant