一种伴飞光电跟踪测量吊舱高清压缩与存储装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种伴飞光电跟踪测量吊舱高清压缩与存储装置，属于飞行器光电吊舱图像处理技术领域。目的旨在提供一种高清压缩与存储装置，用于伴飞光电跟踪测量吊舱中，在伴飞过程中对全高清图像数据进行H.264压缩，图像压缩编码以及同步GPS信息、飞行姿态信息等存储在固态SATA硬盘中；飞行完成后在地面通过千兆以太网口快速卸载，播放录制视频，并在视频中叠加时间和位置信息。装置中包含的技术：贝尔滤波，Cameralink相机控制和自动曝光控制，高清图像H.264压缩实现，SATA硬盘存储和读取操作，千兆以太网设计。装置包括FPGA模块、DSP芯片，高清压缩与存储装置还包括CameraLink芯片组、缓冲DPRAM、DDR II芯片、SATA硬盘、H.264编解码芯片、Flash芯片、以太网芯片、网络变压器。

【技术实现步骤摘要】
一种伴飞光电跟踪测量吊舱高清压缩与存储装置
本专利技术具体涉及一种伴飞光电跟踪测量吊舱高清压缩与存储装置，属于飞行器光电吊舱图像处理

技术介绍
光电伴飞测量吊舱主要通过伴飞方式对飞有目标进行远程跟踪测量、受地球曲率半径的限制，地面测控站在一定距离之外便无法接收到无人机光电吊舱获取的图像信息，为此，需要设计专门的视频存储和回放系统，论文“机载光电吊舱嵌入式大容量视频存储和回放系统的设计”，《光学与光电技术》2009年第6期，30-32页，提供了一种视频存储和回放系统，其存储可靠，回放图像清晰，满足了无人机影像存储和回放的要求但是，随着实践中对远程跟踪测量的要求的提高，对图像数据的处理、存储和卸载方式，以及在视频中叠加同步信息等方面都提出了更高的要求，现有的存储和回放系统已经不能满足这些要求。
技术实现思路
因此，针对现有技术的上述不足，本专利技术目的旨在提供一种伴飞光电跟踪测量吊舱高清压缩与存储装置，用于伴飞光电跟踪测量吊舱中，在伴飞过程中对全高清图像1920×1080P数据进行H.264压缩，图像压缩编码以及同步GPS信息、飞行姿态信息等存储在固态SATA硬盘中；飞行完成后在地面通过千兆以太网口快速卸载，播放录制视频，并在视频中叠加时间和位置信息。装置中包含的技术：贝尔滤波，Cameralink相机控制和自动曝光控制，高清图像H.264压缩实现，SATA硬盘存储和读取操作，千兆以太网设计。具体的，装置包括FPGA模块、DSP芯片，所述高清压缩与存储装置还包括CameraLink芯片组、缓冲DPRAM、DDRII芯片、SATA硬盘、H.264编解码芯片、Flash芯片、以太网芯片、网络变压器，所述FPGA模块分别连接DSP芯片、CameraLink芯片组、缓冲DPRAM、SATA硬盘IO驱动、H.264编解码芯片、Flash芯片，所述DSP芯片分别连接DDRII芯片、以太网芯片，所述以太网芯片连接网络变压器。进一步的，所述FPGA模块为VC5VSX50T-1FF1136L，所述DSP为TMS320C6455GTZ。其中，所述CameraLink芯片组包括图像接收通讯芯片DS90CR288A、图像发送通讯芯片DS90CR287、控制通讯芯片DS90LV047、及控制通讯芯片DS90LV048，所述CameraLink芯片组用于连接相机及下传，所述相机为彩色高清摄像机，所述彩色高清摄像机向CameraLink芯片组输入贝尔格式数据，所述缓冲DPRAM为IDT70V9289L12PRF，所述DDRII芯片为MT47H128M16HG，所述H.264编解码芯片为MB86H46芯片，所述Flash芯片为K9F8G08U0M，所述以太网芯片为ET1011C，所述网络变压器为TG1G-E001NY。进一步的，所述高清压缩与存储装置还包括光隔芯片，所述光隔芯片连接FPGA模块。其中，所述光隔芯片为HCPL5231，所述光隔芯片还连接RS422芯片MAX390ESA。进一步的，所述高清压缩与存储装置还包括与FPGA模块连接的RS422芯片：MAX3077EESA。本专利技术的有益效果在于：相比于现有技术的装置，本专利技术提供的伴飞光电跟踪测量吊舱高清压缩与存储装置，具有以下优点：(1)能实时采集高清摄像机输出的1920×1080p@30fps、8位bayer格式图像数据；(2)能实时压缩bayer格式图像数据1920×1080p@30fps，压缩标准：H.264。(3)能实时存储压缩后高清彩色图像数据，存储时长不小于120分钟；(4)能实时输出bayer格式图像的LVDS信号(延时不大于10us，接口为Cameralink)。(5)利用相机光圈和电子快门实现相机场景照度自适应功能。(6)具备两种曝光控制模式：1、自动曝光模式；2、手动曝光模式。(7)具备两种数据卸载方式：1、直接更换电子盘(存储板)；2、通过预留数据接口(千兆以太网)快速卸载。(8)能以文件形式记录包括图像数据、拍摄时间、镜头焦距、目标距离、高度、姿态信息等数据(要求能够分时分段存储图像文件)；在地面回放图像视频时，叠加上述信息；事后处理时要求按时标将所有信息对准。(9)自检功能：能够接收上位机自检指令，自检完成将各部件状态返回上位机。(10)图像记录介质采用SATA接口固态电子盘，数据持续读出速度不低于60MB/s。(11)压缩视频输出码率具备在线指令可调功能，码率：2Mbps～30Mbps。(12)提供地面站应用软件，具备压缩数据下载，视频数据播放等功能。附图说明图1是本专利技术高清压缩与存储装置的系统框架图。图2是本专利技术高清压缩与存储装置的系统工作原理示意图。图3是ET1011C芯片接口电路图。图4是HFJ11-ET1011C内部结构图。图5是K9F8G08U0M写操作时序图。图6为K9F8G08U0M读操作时序图。图7是H.264解码器框图。图8是地面站软件流程图。图9是装置可靠性框图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进行说明：本专利技术的高清压缩与存储装置的系统框架图如图1所示，输入端要求为高清摄像机(彩色)分辨率：1920×1080P帧频：30fps接口：CameraLink贝尔格式数据，主要工作模块如下：1)FPGA为VC5VSX50T-1FF1136I，工业级，有480个IO，4752kbit的块RAM，8164个逻辑单元。2)DSP为TMS320C6455GTZ，工业级，主频1GHz，2MB内存，丰富的接口(DDRII、千兆以太网、EMIF等)；3)H.264编解码芯片：富士通公司的MB86H46芯片，支持标清、高清等视频以及AC-3音频压缩解压缩；4)MACPHY芯片：ET1011C，工业级，支持RGMII，GMII，MII，RTBIandTBI模式，支持10Base-TX，100Base-TX，and1000Base-TX协议；5)网络变压器：TG1G-E001NY，工业级；6)CameraLink芯片组：图像通讯芯片DS90CR288A(接收)、DS90CR287(发送)系列，控制通讯芯片DS90LV047和DS90LV048；7)缓冲：IDT70V9289L12PRF，容量1M比特。8)Flash芯片：K9F8G08U0M，1Gx8BitNANDFlashMemory；9)DDRII芯片：MT47H128M16HG，1Gb容量，读写速度大于533MHz；10)光隔芯片：HCPL5231，军品级；11)RS422芯片：MAX3077EESA，最大速率为16Mbps，工业级；MAX490ESA，最大速率为2Mbps，工业级。高清压缩与存储装置的系统工作原理如图2所示：系统流程分为三种模式：1)准备模式：板卡第一次操作时，DSP查找Flash的坏块，然后读取MB86H46压缩固件文件，通过FPGA写入到Flash中。2)压缩模式：高清视频通过CameraLink接头传输至FPGA中；在FPGA中将贝尔格式转化为YUV4：2：0格式；将数据编码成高清SMPTE274M格式(需要缓冲)，输送到H.264编码芯片MB86H46：压缩编码、同步信息、飞行姿态信息等通过DSP、FPGA存储到SATA固态硬盘中。压缩控制、电路板的工作状本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种伴飞光电跟踪测量吊舱高清压缩与存储装置，包括FPGA模块、DSP芯片，其特征在于，所述高清压缩与存储装置还包括CameraLink芯片组、缓冲DPRAM、DDR II芯片、SATA硬盘、H.264编解码芯片、Flash芯片、以太网芯片、网络变压器，所述FPGA模块分别连接DSP芯片、CameraLink芯片组、缓冲DPRAM、SATA硬盘IO驱动、H.264编解码芯片、Flash芯片，所述DSP芯片分别连接DDR II芯片、以太网芯片，所述以太网芯片连接网络变压器。

【技术特征摘要】
1.一种伴飞光电跟踪测量吊舱高清压缩与存储装置，包括FPGA模块、DSP芯片，其特征在于，所述高清压缩与存储装置还包括CameraLink芯片组、缓冲DPRAM、DDRII芯片、SATA硬盘、H.264编解码芯片、Flash芯片、以太网芯片、网络变压器，所述FPGA模块分别连接DSP芯片、CameraLink芯片组、缓冲DPRAM、SATA硬盘IO驱动、H.264编解码芯片、Flash芯片，所述DSP芯片分别连接DDRII芯片、以太网芯片，所述以太网芯片连接网络变压器。2.如权利要求1所述的伴飞光电跟踪测量吊舱高清压缩与存储装置，其特征在于，所述FPGA模块为VC5VSX50T-1FF1136I，所述DSP为TMS320C6455GTZ。3.如权利要求2所述的伴飞光电跟踪测量吊舱高清压缩与存储装置，其特征在于，所述CameraLink芯片组包括图像接收通讯芯片DS90CR288A、图像发送通讯芯片DS90CR287、控制通讯芯片DS90LV047、及控制通讯芯片DS...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹瑞滨，
申请(专利权)人：聊城大学，
类型：发明
国别省市：山东,37