[發明專利]一種基于FPGA的目標聚類實現方法及裝置

有效

• 申請號: 201710770408.0
• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN107703507B
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發明（設計）人: 馬筱青;任泓璇;姜童;薛強;孫星;張選民;孫嘉
• 申請（專利權）人: 西安空間無線電技術研究所
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

1.一種基于FPGA的目標聚類實現方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟1：SAR圖像經過檢測得到超過檢測門限點的行列位置向量，其中，向量包括若干個待聚類的元素；

步驟2：在FPGA中建立三個先入先出隊列分別為FIFO1、FIFO2、FIFO3，將所有待聚類的元素放入FIFO1中，然后進入步驟3；

步驟3：將步驟2中FIFO1的所有待聚類的元素依次讀出，將第一個元素的坐標與所有元素坐標相比較進行聚類，能夠聚成同一個目標的元素放入FIFO2，否則將元素放入FPGA的FIFO3，然后進入步驟4；

步驟4：判斷FIFO3是否為空，若為空則表示FIFO2中的所有元素都聚為一類目標；若FIFO3非空且FIFO2中元素個數為1，則FIFO2中的一個元素聚類成為一點，將步驟3中的FIFO3的數據寫入FIFO1中，從步驟3開始進行新一個目標的聚類；若FIFO3非空且FIFO2中元素個數不為1，進行步驟5；

步驟5：FIFO2中元素的個數為N，讀出FIFO2的一個元素與FIFO3所有元素相比較，能夠聚成同一個目標的元素放入FIFO2，否則將元素放入FIFO3；判斷FIFO3是否為空，若為空則FIFO2中的元素聚類為一個目標，聚類結束，否則進入步驟6；

步驟6：重復步驟5N-1次，FIFO2中的元素聚類成一個目標，然后進入步驟7；

步驟7：判斷FIFO3中是否只剩一個元素，若FIFO3中只有一個元素，則FIFO3中的一個元素為一個目標，聚類結束；否則，將FIFO3的元素讀出寫入FIFO1中。

2.根據權利要求1所述的基于FPGA的目標聚類實現方法，其特征在于：在步驟1中，向量中的每一元素表示SAR圖像中一個檢測到的像素點的行列位置。

3.根據權利要求1所述的基于FPGA的目標聚類實現方法，其特征在于：在步驟1之前還包括：預設SAR圖像大小為A行B列，則行列位置向量中最多有A*B個元素。

4.根據權利要求3所述的基于FPGA的目標聚類實現方法，其特征在于：在步驟1之前還包括：預設聚類窗的列大小R1，聚類窗的行大小R2。

5.根據權利要求4所述的基于FPGA的目標聚類實現方法，其特征在于：在步驟3中，聚類的判別標準為：

若某一元素的坐標值為(m1,n1),m1為列坐標，n1為行坐標；另一元素的坐標值為(m2,n2),m2為列坐標，n2為行坐標；則將這兩個元素聚類成為同一個目標的判據為：

abs(m2-m1)≤R1和abs(n2-n1)≤R2。

6.根據權利要求4所述的基于FPGA的目標聚類實現方法，其特征在于：在步驟3中，FIFO1、FIFO2和FIFO3三個隊列的深度為A*B。

7.一種基于FPGA的目標聚類實現裝置，其特征在于包括：

第一模塊，用于將SAR圖像經過檢測得到超過檢測門限點的行列位置向量，其中，向量包括若干個待聚類的元素；

第二模塊，用于在FPGA中建立三個先入先出隊列分別為FIFO1、FIFO2、FIFO3，并且將所有待聚類的元素放入FIFO1中；

第三模塊，用于將FIFO1的所有待聚類的元素依次讀出，將第一個元素的坐標與所有元素坐標相比較進行聚類，能夠聚成同一個目標的元素放入FIFO2，否則將元素放入FPGA的FIFO3；

第四模塊，用于判斷FIFO3是否為空；

第五模塊，用于若第四模塊中的FIFO3為空則表示FIFO2中的所有元素都聚為一類目標；若第四模塊中的FIFO3非空且FIFO2中元素個數為1，則FIFO2中的一個元素聚類成為一點，將第三模塊中的FIFO3的數據寫入FIFO1中；

第六模塊，用于若第四模塊中的FIFO3非空且FIFO2中元素個數為N，讀出FIFO2的一個元素與FIFO3所有元素相比較，能夠聚成同一個目標的元素放入FIFO2，否則將元素放入FIFO3；

第七模塊，用于判斷FIFO3是否為空，若為空則FIFO2中的元素聚類為一個目標，聚類結束；

第八模塊，用于判斷FIFO3中是否只剩一個元素，若FIFO3中只有一個元素，則FIFO3中的一個元素為一個目標，聚類結束；否則，將FIFO3的元素讀出寫入FIFO1中。