本发明专利技术提出一种基于FPGA和ARM双处理器的可见光与红外图像融合装置，包括CCD摄像头、稳压电源和电路板；其中，CCD摄像头用于探测可见光图像；电路板包括红外焦平面模块、TEC热电制冷器模块、电源接口混合板和核心处理板；红外焦平面模块用以探测红外图像；TEC热电制冷器模块用以控制红外焦平面的工作温度；电源接口混合板为其他部件提供工作电压；核心处理板用以融合可见光图像和红外图像。本发明专利技术具有操作控制简便、灵活的优点，提高了适应性和稳定性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于多光谱融合成像
，具体涉及一种基于FPGA和ARM双处理器的可见光与红外图像融合装置。
技术介绍
可见光与红外图像融合技术由于充分利用了红外与可见光两种成像技术的优势和互补性，有效的提高了目标探测的空间范围和探测概率，己经成为各国在军事、民用领域的研究重点，在融合系统方面的研究工作取得了突破性进展。美国在该领域的研究处于领先地位，在欧洲，红外与可见光图像融合系统的研究紧随美国其后。国内目前也己有不少研究机构与高校从事这一领域的研究与探索，但是融合技术也起步较晚，在系统实时性、小型化、低功耗和融合效果等方面还远远落后于欧美国家。现有的可见/红外融合成像处理系统大多是基于ARM，或者FPGA，或者DSP单处理器进行处理，但是这几种单芯片解决方案都有各自的不足。ARM适合做后端处理器，具有一定的数据处理能力，但是对于可见/红外成像处理系统的时序驱动比较困难，经常要借助额外的处理器。FPGA非常适用于融合成像系统的驱动前端，但其在图像数据处理能力上还有待提高。对于简单的图像处理算法，往往要用大量的代码来实现;对于复杂的图像处理算法，则很难用FPGA实现。DSP具有高速的数字信号处理能力，对于融合成像系统，DSP适合做后端来发挥其性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种基于FPGA和ARM双处理器的可见光与红外图像融合装置，在前端发挥FPGA的优势，对装置中的各模块灵活驱动时序，进行成像;在后端发挥ARM的优势进行图像处理，提高数据处理能力，最后两者进行通信，协调完成整个成像工作，具有操作控制简便、灵活的优点，提高了适应性和稳定性。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于FPGA和ARM双处理器的可见光与红外图像融合装置，包括CCD摄像头、稳压电源和电路板;其中，CCD摄像头用于探测可见光图像；电路板包括红外焦平面模块、TEC热电制冷器模块、电源接口混合板和核心处理板;红外焦平面模块用以探测红外图像;TEC热电制冷器模块用以控制红外焦平面的工作温度；电源接口混合板为其他部件提供工作电压;核心处理板用以融合可见光图像和红外图像。较佳地，所述红外焦平面模块、TEC热电制冷器模块、电源接口混合板以及核心处理板以层叠结构相连，红外焦平面模块与TEC热电制冷器模块通过排针连接，TEC热电制冷器模块、电源接口混合板以及核心处理板之间通过samtec接插件连接。较佳地，所述电源接口混合板包括外部电源输入口、第二视频接口、第一解码芯片、第二解码芯片以及若干电源模块;其中，为红外焦平面模块提供电压的电源模块采用LD0电源;第一解码芯片用于把红外图像的模拟信号转换成数字信号，并传给核心处理板中的FPGA;第二解码芯片把可见光图像模拟信号转换成数字信号，并传给核心处理板中的FPGA ο较佳地，所述核心处理板包括FPGA、内嵌于FPGA中的ARM、两片DDR3 SDRAM模块、编码模块，第一视频口；FPGA用于时序驱动控制，并对可见光图像和红外图像进行融合;ARM用于将图像数据存储在DDR3 SDRAM中，当两路数字信号输入到FPGA中时，ARM先把其中一路数字信号存储在DDR3 SDRAM中进行数据预处理;FPGA读取预处理后的数字信号，与另一路数字信号进行融合处理，将融合后的图像信号制成PAL制格式传给编码模块;编码模块将PAL制格式的图像信号转换成模拟信号送显示器。本专利技术与现有技术相比，其显著优点在于，(1)结合了FPGA在前端的灵活驱动能力和ARM在后端的优良的数据处理能力，ARM内嵌在FPGA中的，FPGA和ARM在一个芯片上，与单FPGA+单ARM的电路相比，能减少很多外围电路，减少电路板的尺寸，缩小系统体积；(2)采用四个电路板以接插件形式连接的层叠结构，与在一个电路板中设计的结构相比，具有结构紧凑、小型化的优点。【附图说明】图1是本专利技术基于FPGA和ARM双处理器的可见光与红外图像融合装置的整体结构示意图。图2是本专利技术中第一层板结构示意图。图3是本专利技术中第二层板结构示意图。图4是本专利技术中第三层板结构示意图。图5是本专利技术中第四层板结构示意图。【具体实施方式】容易理解，依据本专利技术的技术方案，在不变更本专利技术的实质精神的情况下，本领域的一般技术人员可以想象出本专利技术基于FPGA和ARM双处理器的可见光与红外图像融合装置的多种实施方式。因此，以下【具体实施方式】和附图仅是对本专利技术的技术方案的示例性说明，而不应当视为本专利技术的全部或者视为对本专利技术技术方案的限制或限定。结合图1，本专利技术包括CCD摄像头26、显示器25、稳压电源27和电路板，其中电路板包括红外焦平面模块、TEC热电制冷器模块、电源接口混合板和核心处理板。红外焦平面模块为本装置的第一层板，用以探测红外图像信号;TEC热电制冷器模块为第二层板，紧贴红外焦平面层，用以控制红外焦平面的工作温度，使红外焦平面在恒定工作温度下进行工作；电源接口混合板为第三层板，为其他三个模块提供相应的工作电压，同时接收CCD摄像头26探测到的可见光图像信号；核心处理板为第四层板，用以处理红外焦平面模块探测到的红外信号和CCD摄像头26接收到的可见光信号，把两者进行融合，最终通过核心处理板上的第一视频接口 24将图像实时显示在显示器25上。所述红外焦平面模块、TEC热电制冷器模块、电源接口混合板以及核心处理板以层叠结构相连，红外焦平面模块和TEC热电制冷器模块通过排针2连接，其他各板之间通过samtec接插件连接，实现结构和电气连接。结合图2，红外焦平面模块包括红外焦平面1和排针2，红外焦平面1位于电路板中部，排针2分布在电路板两侧。排针2用于与TEC热电制冷器模块进行电气连接。本实施例中红外焦平面1使用的是GWIR 02 03 X1AD型非制冷红外焦平面。结合图3，TEC热电制冷器模块包括排针2、第一接插件4和TEC芯片3。它与第一层通过排针2进行连接，与第三层通过第一接插件4进行连接。TEC芯片3使用ADN8830芯片，主要用于电压补偿和振荡。结合图4，电源接口混当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于FPGA和ARM双处理器的可见光与红外图像融合装置，其特征在于，包括CCD摄像头(26)、稳压电源(27)和电路板；其中，CCD摄像头(26)用于探测可见光图像；电路板包括红外焦平面模块、TEC热电制冷器模块、电源接口混合板和核心处理板；红外焦平面模块用以探测红外图像；TEC热电制冷器模块用以控制红外焦平面的工作温度；电源接口混合板为其他部件提供工作电压；核心处理板用以融合可见光图像和红外图像。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘磊，崔民杰，孔祥宇，姜民，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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