[發明專利]仿真紅外探測器輸出信號的裝置及方法

無效

• 申請號: 200710046119.2
• 申請日: 2007-09-19
• 公開（公告）號: CN101118568A
• 公開（公告）日: 2008-02-06
• 發明（設計）人: 張涌;莊良;湯心溢;高思莉;馮化綱;于洋;李爭
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海技術物理研究所
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司
• 代理人: 郭英

技術領域

本發明涉及紅外告警設備、紅外搜索跟蹤設備等，具體是指為該設備的紅外實時信號處理平臺提供仿真紅外探測器輸出信號的裝置及方法。

背景技術

紅外告警設備和紅外搜索跟蹤設備通常是由紅外探測器和紅外實時信號處理平臺兩部分構成。紅外實時信號處理平臺主要的任務是將探測器發送過來的圖像信號進行處理，從復雜背景中檢測特定要求的目標，同時給出告警信息或者對其進行跟蹤。

在紅外告警設備和紅外搜索跟蹤設備的設計研制過程中，廣泛采用了各種仿真手段。利用各種仿真手段，既可以高效的對系統的設計概念和設計方案進行驗證、優化，又可以避免使用真實探測器所面臨的高開支以及縮短探測器使用壽命等問題。因此仿真試驗成為紅外告警設備和紅外搜索跟蹤設備前期研制的一個重要環節。

仿真試驗主要有兩種類型：一、半實物仿真，該種方式花費較大，靈活性也較差；二、數字圖像直接注入式仿真，目前大多數的數字圖像注入式仿真系統基于低速總線，無大容量緩存，數據源為模擬圖像，因此輸出仿真數據速度慢，而且幀與幀之間可能有間斷，仿真效果不理想。

發明內容

本發明的目的在于提出一種數字圖像注入式紅外探測器輸出信號的仿真裝置和方法，從而實現真實高效仿真實際的紅外探測器輸出圖像數據，滿足現有紅外實時信號處理平臺研發要求。

為實現上述目的，本發明的數字圖像注入式紅外探測器的仿真裝置包括：帶PCI總線2的主機1一臺，主機內存儲有外場試驗所采集的紅外圖像數據庫、數字圖像注入式紅外探測器仿真系統驅動程序；連接于帶PCI總線主機和紅外實時信號處理平臺5的現場可編程門陣列(FPGA)3。該FPGA用于接受紅外圖像，并且根據后級紅外實時信號處理平臺要求的接口方式將紅外圖像數據發送給后級紅外實時信號處理平臺。

所說的FPGA還外掛有兩塊大容量同步動態隨機存儲器(SDRAM)4。

所說的紅外圖像數據庫有包含目標信息的紅外圖像數據庫和不包含目標信息的紅外背景圖像數據庫。

所說的FPGA內部的控制狀態機通過開放IP組織Opencores提供的PCIBridge?Core和PCI總線連接；控制狀態機通過兩個SDRAM控制器分別和片外的二個SDRAM連接；控制狀態機還連接于數據選擇器，用于實現SDRAM輸出數據的乒乓切換；在控制狀態機的控制下，仿真數據最后通過紅外實時信號處理平臺接口輸出。

本發明的仿真方法包括以下步驟：

主機通過PCI總線將紅外圖像數據發送給FPGA；

FPGA根據主機發出的指令完成如下任務：

1)數據搬移，當PC機準備好一幀或者多幀數據的時候，發出讀取命令，FPGA會將PC機內存中指定地址中指定長度的一塊紅外圖像數據寫到一塊SDRAM中去，在主機寫到一塊SDRAM的同時，會將另一塊SDRAM中的圖像數據讀出到后級的紅外實時信號處理平臺；

2)讀寫SDRAM切換，當PC機發出切換SDRAM指令的時候，兩塊SDRAM所起的作用會互換，原先被用來寫入PC機內存中數據的SDRAM將用來為后級紅外實時信號處理平臺提供數據，而原先用來為后級紅外實時信號處理平臺提供數據的SDRAM將被用來保存從主機發送過來的數據；

3)向主機提供中斷，當從主機讀取指定長度的數據塊后，會向主機發出中斷，讓主機能夠提供下一幀數據；

4)根據主機的指令，向后級紅外實時信號處理平臺提供包含目標信息的紅外圖像數據；或者向后級紅外實時信號處理平臺提供不包含目標信息的紅外背景圖像數據，并且在發送的過程中實時疊加目標信息，目標信息的疊加由FPGA內部紅外實時信號處理平臺接口邏輯完成。

本發明的顯著特點在于以下幾點：

(1)能夠通過高速總線從主機端的紅外圖像數據庫獲取數據為紅外信號實時處理平臺的前期研制提供的真實仿真數據；

(2)能夠做到傳輸給后級紅外實時處理平臺的紅外仿真數據幀內不間斷；

(3)根據后接不同的后級紅外實時信號處理平臺提供相應的數據接口；

(4)根據主機發出的指令能夠將任意幀數紅外仿真圖像數據不間斷的發送給后級紅外實時處理平臺或者以兩倍以上的速率將固定幀數紅外仿真圖像數據循環發送給后級紅外實時處理平臺；

(5)可以在發送紅外仿真圖像數據時發送紅外背景圖像，并且在發送的過程中實時疊加目標信息。

附圖說明

圖1是數字圖像注入式紅外探測器仿真系統的系統框圖。

圖2是FPGA內部邏輯示意圖。

圖3是本發明的主機系統控制流程圖。