TMS320C6711中心定位實時圖像處理系統(tǒng)

　　地平儀是衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵子系統(tǒng)，其測量精度和可靠性直接關(guān)系到衛(wèi)星姿態(tài)是否精確和穩(wěn)定。在凝視或靜態(tài)型地平儀中，地球被成像在紅外面陣探測器上，因此地球圖像的邊緣可落在紅外面陣探測器的光敏面內(nèi)。對該圖像進行中心定位處理，可提取出衛(wèi)星的姿態(tài)參數(shù)，通過調(diào)整衛(wèi)星滾動軸和俯仰軸方向，使固定在衛(wèi)星上的紅外面陣探測器視場中心正好對準地球中心，從而精確定位整個衛(wèi)星系統(tǒng)的姿態(tài)。由于地平圈圖像具有遠多于通過圓錐掃描方式獲得的信息，因而可獲得更高的精度。本文利用TI公司的DSP芯片TMS320C6711B（簡稱C6711）實現(xiàn)了中心定位的相關(guān)算法。實驗證明，該方法不僅可以滿足實時性要求，還可以提高地平儀的測量精度，對提高衛(wèi)星姿態(tài)的精度具有重要意義。

　　1 實時圖像處理系統(tǒng)的硬件構(gòu)成

　　本系統(tǒng)以C6711為核心，輔助以現(xiàn)場可編程門陣列FPGA及高速A/D等器件構(gòu)成實時高速數(shù)字圖像處理系統(tǒng)。系統(tǒng)硬件框圖如圖1。該圖像處理系統(tǒng)的工作原理是：由CCD采集輸出的模擬圖像信號，經(jīng)過高速A/D將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。數(shù)字圖像信號在FPGA控制下，將數(shù)據(jù)不斷輸入至雙口RAM。每當一幀圖像掃描結(jié)束時，F(xiàn)PGA提供一個中斷標志信號，觸發(fā)DSP進行數(shù)據(jù)搬移，將雙口RAM中的一幀圖像通過C6711的QDMA搬移到SDRAM中。QDMA將數(shù)據(jù)搬移完后檢查圖像數(shù)據(jù)是否有效，如有效則觸發(fā)DSP執(zhí)行圖像處理程序，否則返回等下一個中斷到來。DSP在下次中斷到來之前處理完本幀圖像，將得出的姿態(tài)角信息通過多通道緩沖串口McBSP輸出給電腦PC機RS232口并顯示，之后又進入中斷等待狀態(tài)，等待中斷再次觸發(fā)QDMA進行數(shù)據(jù)搬移。