一种用于消防弹的红外制导图像处理装置的制作方法

本实用新型涉及消防器械技术领域，特别涉及一种采用带双arm处理器的fpga、集成度高、高速大容量的用于消防弹的红外制导图像处理装置。

背景技术：

全世界每年发生的火灾平均有20余万次。中国每年平均发生的火灾1万多次，烧毁的森林达到几十万到百万公顷。森林火灾发生的地点大多比较偏远，山高林密，常规的消防设施和手段很难达到。远距离投掷智能灭火弹作为一种应急有效的手段，受到各国的重视。德国新发明了一种500公斤巡航型的灭火弹；俄罗斯在火箭弹的基础上研制了灭火弹；瑞士和芬兰联合迫击炮式的灭火弹；中国也研制了炮射灭火弹。但是上述灭火弹都没有加装精确制导系统，存在落点精度低、费效比低等缺点。

而加装精确制导系统的远程消防灭火弹才是一种高效的森林或高楼灭火手段，图像制导系统或非制冷红外成像制导系统具有精度高、成本低等优点，可广泛应用于精确制导灭火弹或其他制导弹药；随着图像制导系统的一步步成熟，图像制导系统对信息处理系统在性能上的要求也愈来愈高，如：能同时处理多个到达信号、对目标信号进行空间或频率分选、处理的快速性与实时性等，同时为了实现自动目标识别算法，硬件方面需要选用具有高速、大存储容量和小型化的信号处理器。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决上述技术问题，提供一种用于消防弹的红外制导图像处理装置，该红外制导图像处理装置采用带双arm处理器的fpga、集成度高，是一种高速、大存储容量和小型化的用于消防弹的红外制导图像处理装置。

本实用新型中的“qspiflash”为qspi接口的闪存盘。

本实用新型的技术方案是:

一种用于消防弹的红外制导图像处理装置，它采用一集成化的soc处理器，所述soc处理器采用一fpga，所述fpga包括处理器模块、逻辑模块，所述处理器模块包括一个用于目标识别信息处理的arm处理器、及一个用于目标跟踪信息处理的arm处理器，所述逻辑模块用于实现图像的预处理及对串口、spi、ad/da进行逻辑处理，所述红外制导图像处理装置还包括一用于输入图像格式转换的模数转换器adc和一用于输入图像格式转换的数模转换器dac；所述红外制导图像处理装置还包括两个qspiflash，一个qspiflash用来存放程序数据，另一个qspiflash用来存放图像数据和逻辑数据；所述fpga设置有用于程序写入和调试的jtag接口。

进一步，所述模数转换器adc采用增强型视频解码芯片，在输出高质量数字图像信号的同时，还提供各种同步信号，包括像素时钟pixclk、行场同步信号、奇偶场信号；

进一步，所述数模转换器dac为带10位ssaftm和电源管理的数字pal/ntsc制式的视频编码器；

进一步，所述fpga设置有ddr3dram；

进一步，所述fpga设置有电源模块，所述电源模块通过5片电源芯片mp2319将输入6v转换为多种规格电压，包括1.0v、1.5v、1.8v、3.3v；

进一步，所述fpga设置有用于对外通信的rs422、rs232；

进一步，所述模数转换器adc设置有用于图像输入的输入模拟接口，所述数模转换器dac设置有用于图像输出的输出模拟接口；

进一步，所述fpga设置有输出数字接口、输入数字接口；

进一步，所述fpga设置有rtc，采用一片ds1302sn+作为实时时钟芯片，通过i2c接口形式实现与处理器的通信；

进一步，所述fpga设置有eeprom，采用一片24lc04bism作为只读存储器，通过i2c接口形式实现与处理器的通信。

该红外制导图像处理装置是对来自红外成像器或其它可见光成像器的视频信号进行图像预处理，以便排除混杂在信号中的背景噪声和人为干扰，然后对目标进行识别，提取真实目标信号，计算目标位置，再将目标的信息作为控制进行送出，以保证对目标进行跟踪，其基本功能环节有：完成实时图像的采集与a/d转换及存储、图像预处理、识别捕获、跟踪处理和图像处理结果的d/a转换与显示输出。

本实用新型一种用于消防弹的红外制导图像处理装置,其有益效果有：

1、采用fpga型的soc处理器，fpga采用双arm处理器同时匹配逻辑模块，通过合理规划数据处理模块和逻辑控制模块，实现高集成度、高速、大存储容量、小型化，从而更能满足消防弹对制导系统的需要；

2、采用两片qspiflash，能快速进行程序数据和图像数据存储和修改；

3、采用jtag接口，能方便进行程序的下载和调试。

附图说明：

图1，为本实用新型一种用于消防弹的红外制导图像处理装置的结构示意图；

图2，为本实用新型一种用于消防弹的红外制导图像处理装置的整体流程图；

图3，为本实用新型一种用于消防弹的红外制导图像处理装置的fpga的逻辑模块的电路图；

图4，为本实用新型一种用于消防弹的红外制导图像处理装置的fpga的arm处理器的电路图一；

图5，为本实用新型一种用于消防弹的红外制导图像处理装置的fpga的arm处理器的电路图二。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步说明：

实施例：

一种用于消防弹的红外制导图像处理装置，它采用一集成化的soc处理器，所述soc处理器采用带双arm（cortex-a9）硬核cpu的zynq系列fpga，型号xc7z020-2clg400i，所述fpga包括处理器模块、逻辑模块。所述fpga部分性能如下：

cpu主频：766mhz；

ddr2：533mhz；

浮点能力：双精度浮点；

封装大小：17mm×17mm。

所述处理器模块包含两个arm处理器：一个arm用作目标识别信息处理，另外一个arm用作目标跟踪的信息处理，所述逻辑模块实现图像的预处理，同时对串口、spi、ad/da进行逻辑处理。

所述红外制导图像处理装置还包括一用于输入图像格式转换的模数转换器adc和一用于输入图像格式转换的数模转换器dac，通过一片模数转换器（adc）从外部实时采集目标图像信号，并进行存储，经过分析运算，再通过数模转换器（dac）将结果输出，实现图像预处理、目标识别处理、目标跟踪的计算等任务。

所述红外制导图像处理装置还包括两个qspiflash，一个qspiflash用来存放程序数据，另一个qspiflash用来存放图像数据和逻辑数据，其大小共计256mbit；所述fpga设置有用于程序写入和调试的jtag接口。

进一步，所述模数转换器adc采用saa7111ahz，为philips公司的增强型视频解码芯片，在输出高质量数字图像信号的同时，还提供各种同步信号，包括像素时钟pixclk、行场同步信号、奇偶场信号；

进一步，所述数模转换器dac采用adv7170/7171，为带10位ssaftm和电源管理的数字pal/ntsc制式的视频编码器；

进一步，所述fpga设置有ddr3dram，采用ddr3芯片的大小共计1gb；

进一步，所述fpga设置有电源模块，所述电源模块通过5片电源芯片mp2319将输入6v转换为多种规格电压，包括1.0v、1.5v、1.8v、3.3v；

进一步，所述fpga采用3片max3490将3路3.3v的uart信号转换为两路rs422，实现对外通信，同时包含2路rs232；

进一步，所述模数转换器adc设置有用于图像输入的输入模拟接口，所述数模转换器dac设置有用于图像输出的输出模拟接口；

进一步，所述fpga设置有输出数字接口、输入数字接口；

进一步，所述fpga设置有rtc，采用一片ds1302sn+作为实时时钟芯片，通过i2c接口形式实现与处理器的通信；

进一步，所述fpga设置有eeprom，采用一片24lc04bism作为只读存储器，通过i2c接口形式实现与处理器的通信。

以上已将本实用新型做一详细说明，以上所述，仅为本实用新型之较佳实施例而已，当不能限定本实用新型实施范围，即凡依本申请范围所作一般技术手段的增减或替换，皆应仍属本实用新型涵盖范围内。