[發明專利]一種飛行器攝像定位系統

有效

• 申請號: 201610084196.6
• 申請日: 2016-02-14
• 公開（公告）號: CN105730705B
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 蔡斌;許濤;張鋆;高斌
• 申請（專利權）人: 中國船舶工業系統工程研究院
• 主分類號: B64D45/08
• 分類號: B64D45/08
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙)11386
• 代理人: 左萌,路傳亮

1.一種飛行器攝像定位系統，包括激光目標源、攝像機、圖像處理單元、主控系統單元和光纖通信模塊，其中,

所述激光目標源數量為八個，安裝于飛行器上機身兩側,兩側各四個，呈近似凸四邊形；

所述攝像機為兩臺近紅外廣角攝像機,在著陸平臺上沿飛行器著陸方向左右兩側對稱布置；

所述近紅外廣角攝像機與圖像處理單元通過光纖通信模塊連接；

所述圖像處理單元包括數據預處理板和數據處理板；

所述數據預處理板接收通過光纖通信模塊傳輸的兩路串行數字圖像信號，并將其轉換為并行圖像數據流傳輸到數據處理板；

所述數據處理板接收來自數據預處理板的兩路圖像數據流，同時對兩路圖像進行目標搜索、捕獲、識別與跟蹤，分別完成總共八個激光目標源的跟蹤測量，實時解算出飛行器相對預期指定著落面的三維空間位置與姿態，將解算結果通過CPCI總線接口送到主控系統單元；

所述主控系統單元根據圖像處理單元發送的解算結果計算出飛行器應移動方向并轉化為控制信號；將控制信號發送給飛行器，控制飛行器著陸軌跡。

2.根據權利要求1所述的飛行器攝像定位系統，其中,

所述激光目標源為中心波長在近紅外波段的激光二極管，發出的光形成一個中心波長為808nm，帶寬4nm的光譜。

3.根據權利要求1所述的飛行器攝像定位系統，其中,

所述攝像機為兩臺近紅外廣角攝像機,在著陸平臺上沿飛行器著陸方向左右兩側對稱布置；

所述近紅外廣角攝像機的光學鏡頭采用鍍濾光膜設計，一層濾光膜可以截止波長815nm至1100nm的光，另一層濾光膜可截止800nm以下的所有光；兩層濾光膜的組合起到了極窄帶通濾波器的作用；

為防止運動目標兩側攝像機采集圖像時刻的不同，兩臺攝像機接收同步信號后同時開始自動曝光。

4.根據權利要求1所述的飛行器攝像定位系統，其中,

所述數據預處理板通過高速FPGA驅動光纖收發模塊與攝像機信息交互，接收通過光纖收發模塊傳輸的兩路串行數字圖像信號，進行串并轉換并進行圖像解碼、濾波預處理；預處理后的兩路圖像數據流經兩路并行總線通過CPCI插座發送到數據處理板。

5.根據權利要求1所述的飛行器攝像定位系統，其中,

所述數據處理板采用DSP+FPGA的處理架構實現對多路數字圖像的高速并行處理與目標姿態的實時解算；來自數據預處理板的兩路圖像數據流經底板的并行數據總線傳送到數據處理板的FPGA中，FPGA主要負責對圖像的增強、背景抑制以及實時在線分割，DSP主要負責完成圖像處理任務的目標識別、跟蹤、脫靶量計算、多目標聯合位置解算；DSP通過FPGA產生的譯碼地址與FPGA交互信息。

6.根據權利要求5所述的飛行器攝像定位系統，其中,

數據處理板通過PCI橋芯與底板的CPCI總線互聯，通過PCI總線與主控系統單元進行通信，數據處理板通過單獨設置的并行數據總線與圖像預處理板進行通信。

7.根據權利要求5所述的飛行器攝像定位系統，其中,

所述DSP為4片，其中一片DSP備用，DSP1和DSP2各自執行跟蹤過程，二者分別對左右攝像機所成圖像進行處理，完成左右兩路攝像機中目標捕獲和跟蹤，當兩片DSP完成目標源位置計算后，通過LinkPort口將目標源位置信息發送給DSP3，DSP3利用兩路圖像中目標源位置信息通過雙攝影解算模型完成飛行器位置解算、判斷解算結果正確性，并將解算合理標志和正確的解算結果反饋給DSP1和DSP2。