[發明專利]一種基于FPGA的遙感影像正射糾正并行系統

有效

• 申請號: 202010066954.8
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111275608B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 吳軍;羅瀛;林賢華;彭智勇;潘姝婷;張永軍
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G06T1/20
• 分類號: G06T1/20;G05B19/042
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 石燕妮

1.一種基于FPGA的遙感影像正射糾正并行系統，其特征在于，包括第一處理模組、第二處理模組和傳輸模組，所述第二處理模組通過所述傳輸模組與所述第一處理模組連接，

所述第一處理模組，用于系統的總體調度、數字高程模型的分塊及發送、原始遙感影像數據及其空間參數的發送、FPGA中斷信號的接收和正射影像塊的接收及存儲；

所述第二處理模組，用于輸入遙感影像的數字微分糾正并進行加速以獲得正射影像；

所述傳輸模組，用于啟動第一處理模組與第二處理模組之間的總線通信；

所述第一處理模組包括數據加載模塊、VDMA啟動及VTC影像時序控制模塊和VDMA讀寫中斷判斷及數據傳輸模塊，所述數據加載模塊通過所述傳輸模組與所述第二處理模組連接，所述VDMA啟動及VTC影像時序控制模塊通過所述傳輸模組與所述第二處理模組連接，所述VDMA讀寫中斷判斷及數據傳輸模塊通過所述傳輸模組與所述第二處理模組連接；

所述數據加載模塊，用于將存儲在硬盤的原始影像集加載至系統運行內存、將存儲于硬盤的整個數字高程模型加載至系統內存并進行分塊；

所述VDMA啟動及VTC影像時序控制模塊，用于啟動所述第二處理模組的搬運模塊的數據讀寫通道和讀寫中斷通道，并初始化VDMA傳輸每幀影像的分辨率大小及顏色空間，控制所述第二處理模組啟動并初始化像素時鐘頻率、影像幀率及分辨率；

所述VDMA讀寫中斷判斷及數據傳輸模塊，用于判斷第二處理模組是否發送讀寫中斷信號，所述第一處理模組接收到中斷信號的同時通過內設的總線通訊協議與所述第二處理模組進行原始影像、分塊數字高程模型和正射影像塊數據的傳輸；

所述第二處理模組包括搬運模塊、轉換模塊、寫入模塊、地面坐標生成模塊、高程插值模塊和3D-2D坐標映射模塊，所述搬運模塊通過所述傳輸模組與所述VDMA讀寫中斷判斷及數據傳輸模塊連接，所述轉換模塊與所述寫入模塊連接，所述地面坐標生成模塊與所述寫入模塊連接，所述高程插值模塊與所述地面坐標生成模塊連接，所述3D-2D坐標映射模塊與所述高程插值模塊連接：

所述搬運模塊，用于將緩存的影像和分塊數字高程模型數據流搬運至所述第二處理模組的內部，產生讀中斷信號傳輸至所述VDMA讀寫中斷判斷及數據傳輸模塊進行數據流的更新，以及產生寫中斷信號傳輸至所述VDMA讀寫中斷判斷及數據傳輸模塊接收正射影像塊并映射至系統硬盤進行存儲；

所述轉換模塊，用于生成特定影像時序以將數據流轉換成獨立影像幀和分塊的數字高程模型；

所述寫入模塊，用于所述第二處理模組接收所述第一處理模組通過通訊總線初始化轉換模塊生成特定影像時序所需要的參數，并接收所述第一處理模組發送的每個分塊數字高程模型對應的原始影像空間參數；

所述地面坐標生成模塊，用于接收所述寫入模塊的分塊數字高程模型的寬度、高度及ID號參數，并根據正射影像像素空間分辨率參數，在線計算輸出每個正射影像像素對應的地面空間坐標；

所述高程插值模塊，用于接收每一個地面點的空間坐標并在分塊數字高程模型上進行雙線性插值運算以獲取數字高程值Z，進而得到該地面點的三維空間坐標；

所述3D-2D坐標映射模塊，用于接收寫入模塊的影像空間參數、地面坐標生成模塊與高程插值模塊聯合輸出的地面點三維空間坐標，并按給定空間映射函數實時輸出該地面點在遙感影像上的二維投影坐標。

2.如權利要求1所述的基于FPGA的遙感影像正射糾正并行系統，其特征在于，

所述傳輸模組包括總線通訊模塊、總線通訊初始化模塊和總線通訊接口，所述總線通訊模塊與所述VDMA讀寫中斷判斷及數據傳輸模塊連接，并與所述搬運模塊連接，所述總線通訊初始化模塊與所述總線通訊模塊連接，

所述總線通訊模塊，用于實現所述第二處理模組與所述第一處理模組通過通訊總線接口進行原始影像、數字高程模型分塊和正射影像塊的數據傳輸；

所述總線通訊初始化模塊，用于啟動所述總線通訊模塊，包括所述第一處理模組對所述第二處理模組外接的DDRSDRAM芯片進行數據讀寫的通道、讀寫過程中斷的判斷通道、所述第一處理模組控制所述第二處理模組內部模塊的用戶通道。