一種新型集成一體化末制導(dǎo)圖像處理計(jì)算機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及圖像處理領(lǐng)域，特別是一種新型集成一體化末制導(dǎo)圖像處理計(jì)算機(jī)，可應(yīng)用于精確制導(dǎo)武器的末制導(dǎo)段的制導(dǎo)，大幅提高武器的命中精度。
【背景技術(shù)】
[0002]采用INS/GPS制導(dǎo)體制的制導(dǎo)武器，尤其在末制導(dǎo)段時(shí)，如果GPS信號(hào)不穩(wěn)定或受至IJ干擾，則制導(dǎo)武器的打擊精度將大大降低。因此，現(xiàn)有的采用“INS/GPS+末段圖像制導(dǎo)”體制的制導(dǎo)武器，在末制導(dǎo)段利用可見光或紅外圖像進(jìn)行制導(dǎo)，大幅提高了武器的命中精度。
[0003]現(xiàn)有的圖像末制導(dǎo)導(dǎo)引頭主要分為兩類，即紅外導(dǎo)引頭和可見光導(dǎo)引頭。紅外導(dǎo)引頭利用紅外探測(cè)器件收集目標(biāo)發(fā)射的紅外波，并將其轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后對(duì)原始數(shù)字視頻信號(hào)進(jìn)行非均勻校正和盲元補(bǔ)償?shù)忍幚砗蟮玫侥繕?biāo)的紅外圖像信息，彈上計(jì)算機(jī)根據(jù)此圖像信息和控制信號(hào)，完成對(duì)目標(biāo)的攻擊，紅外導(dǎo)引頭能夠克服光照條件不佳的困難，但容易被紅外誘餌欺騙?？梢姽鈱?dǎo)引頭利用光電探測(cè)器件收集目標(biāo)反射的可見光波，并將其轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后，得到目標(biāo)的數(shù)字圖像信息，彈上計(jì)算機(jī)根據(jù)此圖像信息和控制信號(hào)，完成對(duì)目標(biāo)的攻擊，可見光導(dǎo)引頭目標(biāo)識(shí)別準(zhǔn)確，但在光照條件不好的條件下，難以發(fā)揮作用，且現(xiàn)有的導(dǎo)引頭多采用模擬視頻作為視頻源，對(duì)數(shù)字視頻信號(hào)難以兼容。因此上述兩種導(dǎo)引頭均存在不兼容的問(wèn)題，另外現(xiàn)有的圖像導(dǎo)引頭多采用圖像處理和光電探測(cè)系統(tǒng)一體化設(shè)計(jì)，硬件結(jié)構(gòu)和軟件架構(gòu)復(fù)雜，通用性不強(qiáng)，不利于模塊化設(shè)計(jì)，視頻處理效果依賴于光電探測(cè)系統(tǒng)性能，算法效率不高，同時(shí)維護(hù)和擴(kuò)展困難，成本較尚O

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種新型集成一體化末制導(dǎo)圖像處理計(jì)算機(jī)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:一種新型集成一體化末制導(dǎo)圖像處理計(jì)算機(jī)，包括數(shù)字視頻采集電路、模擬視頻采集電路、圖像預(yù)處理電路、圖像處理電路、對(duì)外通信接口電路、視頻輸出電路、圖像裝訂電路，其中
[0006]數(shù)字視頻采集電路，接收制導(dǎo)武器中導(dǎo)引頭光電探測(cè)系統(tǒng)輸出的串行數(shù)字差分視頻數(shù)據(jù)后進(jìn)行轉(zhuǎn)換，得到并行圖像數(shù)據(jù)，并將并行數(shù)字圖像數(shù)據(jù)送至圖像預(yù)處理電路;所述的串行數(shù)字差分視頻數(shù)據(jù)包括制導(dǎo)武器中導(dǎo)引頭光電探測(cè)系統(tǒng)探測(cè)得到的制導(dǎo)武器待攻擊位置的圖像信息；
[0007]模擬視頻采集電路，接收制導(dǎo)武器中導(dǎo)引頭光電探測(cè)系統(tǒng)輸出的模擬視頻數(shù)據(jù)后進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換、鉗位、濾波處理后得到視頻數(shù)據(jù)流，將視頻數(shù)據(jù)流送至圖像預(yù)處理電路、圖像處理電路;所述的模擬視頻數(shù)據(jù)包括制導(dǎo)武器中導(dǎo)引頭光電探測(cè)系統(tǒng)探測(cè)得到的制導(dǎo)武器待攻擊位置的圖像信息；
[0008]圖像預(yù)處理電路，將非差分串行的圖像處理算法、目標(biāo)圖像后轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)，并送至圖像處理電路;接收模擬視頻采集電路發(fā)送的視頻數(shù)據(jù)流后進(jìn)行直方圖均衡、銳化、去除白噪聲處理，得到預(yù)處理后的視頻數(shù)據(jù)流并送至圖像處理電路、圖像輸出電路;接收數(shù)字視頻采集電路發(fā)送的并行圖像數(shù)據(jù)，根據(jù)當(dāng)前制導(dǎo)武器中導(dǎo)引頭光電探測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)協(xié)議解算得到視頻數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行直方圖均衡、銳化、去除白噪聲處理，得到預(yù)處理后的視頻數(shù)據(jù)流，將預(yù)處理后的視頻數(shù)據(jù)流送至圖像處理電路、視頻輸出電路;將圖像處理電路發(fā)送的角度偏差轉(zhuǎn)換為非差分串行數(shù)據(jù)后送至對(duì)外通信接口電路；
[0009]圖像處理電路，將圖像預(yù)處理電路發(fā)送的圖像處理算法、目標(biāo)圖像數(shù)據(jù)送至圖像裝訂電路;接收模擬視頻采集電路發(fā)送的視頻數(shù)據(jù)流、圖像預(yù)處理電路發(fā)送的預(yù)處理后的視頻數(shù)據(jù)流、圖像裝訂電路加載的目標(biāo)圖像，使用圖像裝訂電路加載的圖像處理算法對(duì)比目標(biāo)圖像、視頻數(shù)據(jù)流中圖像，或者使用圖像裝訂電路加載的圖像處理算法對(duì)比目標(biāo)圖像、預(yù)處理后的視頻數(shù)據(jù)流中圖像，得到圖像處理后的視頻數(shù)據(jù)流、待攻擊目標(biāo)實(shí)際位置與制導(dǎo)武器待攻擊位置的角度偏差，將角度偏差送至圖像預(yù)處理電路，將圖像處理后的視頻數(shù)據(jù)流送至視頻輸出電路;所述的目標(biāo)圖像為包括待攻擊目標(biāo)實(shí)際形狀、位置的圖像;所述的圖像處理算法包括圖像分割算法、圖像匹配算法、圖像識(shí)別算法、運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤算法；
[0010]對(duì)外通信接口電路，接收外部彈載控制系統(tǒng)發(fā)送的差分串行格式的圖像處理算法、目標(biāo)圖像后轉(zhuǎn)換成非差分串行數(shù)據(jù)并送至圖像預(yù)處理電路;接收非差分串行角度偏差后轉(zhuǎn)換成差分串行格式并送至外部彈載控制系統(tǒng)；
[0011]視頻輸出電路，對(duì)預(yù)處理后的視頻數(shù)據(jù)流、圖像處理后的視頻數(shù)據(jù)流進(jìn)行數(shù)字視頻編碼，得到模擬視頻并送至外部彈載控制系統(tǒng)；
[0012]圖像裝訂電路，接收并存儲(chǔ)目標(biāo)圖像信息、圖像處理算法，當(dāng)上電重啟時(shí)，將圖像處理算法和目標(biāo)圖像信息送至圖像處理電路。
[0013]還包括電源電路，電源電路對(duì)數(shù)字視頻采集電路、模擬視頻采集電路、圖像預(yù)處理電路、圖像處理電路、對(duì)外通信接口電路、視頻輸出電路、圖像裝訂電路進(jìn)行供電。
[0014]所述的制導(dǎo)武器采用INS/GPS+圖像末制導(dǎo)體制，所述的導(dǎo)引頭光電探測(cè)系統(tǒng)支持紅外光、可見光。
[0015]所述的導(dǎo)引頭光電探測(cè)系統(tǒng)輸出的串行數(shù)字差分視頻數(shù)據(jù)為L(zhǎng)VDS格式，導(dǎo)引頭光電探測(cè)系統(tǒng)輸出的模擬視頻數(shù)據(jù)為PAL制式，。
[0016]所述的視頻數(shù)據(jù)流為YUV-4:2:2格式。
[0017]所述的視頻輸出電路得到的模擬視頻為PAL制式。
[0018]所述的數(shù)字視頻采集電路、模擬視頻采集電路、圖像預(yù)處理電路、圖像處理電路、對(duì)外通信接口電路、圖像裝訂電路集成在主控板，電源電路、對(duì)外通信接口電路、視頻輸出電路集成在接口板，主控板、接口板通過(guò)板間接插件相連，主控板與外部光電探測(cè)系統(tǒng)相連，接口板與外部彈載控制系統(tǒng)相連。
[0019]所述的主控板、接口板均通過(guò)RS422串口與外部進(jìn)行信息交互及供電。
[0020]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0021](I)本發(fā)明末制導(dǎo)圖像處理計(jì)算機(jī)與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過(guò)模擬視頻采集電路和數(shù)字視頻采集電路同時(shí)分別接收PAL制式模擬視頻數(shù)據(jù)和串行數(shù)字差分視頻數(shù)據(jù)，解決了現(xiàn)有圖像導(dǎo)引頭數(shù)字視頻采集和模擬視頻采集難以兼容的問(wèn)題，具有全過(guò)程可同時(shí)采集、同時(shí)處理模擬視頻數(shù)據(jù)和數(shù)字視頻數(shù)據(jù)的優(yōu)點(diǎn)；
[0022](2)本發(fā)明末制導(dǎo)圖像處理計(jì)算機(jī)與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過(guò)設(shè)計(jì)視頻處理電路和視頻預(yù)處理電路同時(shí)進(jìn)行視頻處理和視頻預(yù)處理的方式，解決了現(xiàn)有圖像導(dǎo)引頭實(shí)時(shí)性差的問(wèn)題，提高了視頻處理效率；
[0023](3)本發(fā)明末制導(dǎo)圖像處理計(jì)算機(jī)通過(guò)擴(kuò)展圖像裝訂電路、對(duì)外通信接口電路將目標(biāo)圖像、圖像處理算法預(yù)先裝訂，與現(xiàn)有的圖像末制導(dǎo)處理技術(shù)相比，具有攻擊精度高和攻擊效率高的優(yōu)點(diǎn)；
[0024](4)本發(fā)明末制導(dǎo)圖像處理計(jì)算機(jī)兼容可見光和紅外光，克服了現(xiàn)有的圖像末制導(dǎo)處理技術(shù)單種可見光導(dǎo)引頭、紅外導(dǎo)引頭的使用局限，具有全天候，抗干擾性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為本發(fā)明一種新型集成一體化末制導(dǎo)圖像處理計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)框圖；
[0026]圖2為本發(fā)明一種新型集成一體化末制導(dǎo)圖像處理計(jì)算機(jī)中電子集成系統(tǒng)硬件框圖；
[0027]圖3為本發(fā)明一種新型集成一體化末制導(dǎo)圖像處理計(jì)算機(jī)印制電路板分布框圖；
[0028]圖4為本發(fā)明一種新型集成一體化末制導(dǎo)圖像處理計(jì)算機(jī)印制電路板的連接