一种遥感相机星上实时处理算法上注更新平台制造技术

一种遥感相机星上实时处理算法上注更新平台，配置控制单元读取固化存储单元中的图像处理算法，写入星上图像实时处理模块，读取图像处理算法，写入星上图像实时处理模块；固化存储单元存储固化好的图像处理算法；非易失上注更新算法存储单元存储上传数据接收单元转发的图像处理算法；上传数据接收单元转发图像处理算法配置指令、上注更新指令至配置控制单元，转发图像处理算法至非易失上注更新算法存储单元；星上相机数据获取单元将原始图像数据送至星上图像实时处理模块、目标信息数据送至地面；星上图像实时处理模块对原始图像数据进行处理得到目标信息数据、原始图像背景块数据，并送至星上相机数据获取单元。

【技术实现步骤摘要】
一种遥感相机星上实时处理算法上注更新平台
本专利技术属于星上实时图像处理领域，提出了一种遥感相机星上实时处理算法上注更新平台，可用于在轨相机图像数据的实时处理进行目标检测与识别。
技术介绍
随着遥感相机分辨率和幅宽的不断提高，导致遥感相机所产生的原始图像数据量成几何级数的增长。受到星地链路带宽的限制，无法将全部原始数据都及时传输到地面再行处理。必须依靠星上实时处理算法提取出重要的目标信息数据，显著降低数据量，将有效的图像数据由卫星传输到地面接收站。由于对遥感应用需求快速响应的要求越来越高，新的应用需求和要求不断涌现，功能事先确定且在轨工作后星上实时处理算法不变已经无法满足现今用户的需求。必须通过遥感相机实时处理算法上注更新技术，才能充分发挥遥感相机的效能，更好地满足遥感应用需求。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种遥感相机星上实时处理算法上注更新平台，解决了现有的固化卫星在轨实时处理算法不能对遥感应用需求快速响应，不适用新涌现的应用要求的问题，具有很好的使用价值。本专利技术的技术解决方案是：一种遥感相机星上实时处理算法上注更新平台，包括：上注更新控制模块、星上图像实时处理模块，上注更新控制模块包括固化存储单元、非易失上注更新算法存储单元、上传数据接收单元、配置控制单元、星上相机数据获取单元；其中配置控制单元，在卫星入轨后，当接收到上传数据接收单元转发的图像处理算法配置指令时，读取固化存储单元中的图像处理算法，采用被动并行配置方法写入星上图像实时处理模块；当接收到上传数据接收单元转发的上注更新指令时，从非易失上注更新算法存储单元读取图像处理算法，采用被动并行配置方法写入星上图像实时处理模块；所述的图像处理算法配置指令为令配置控制单元读取固化存储单元中的图像处理算法对星上图像实时处理模块进行配置的指令；所述的上注更新指令为令配置控制单元读取非易失上注更新算法存储单元中图像处理算法对星上图像实时处理模块进行配置的指令；固化存储单元，存储卫星发射前固化好的图像处理算法；非易失上注更新算法存储单元，接收上传数据接收单元转发的图像处理算法并存储；上传数据接收单元，接收地面发送的图像处理算法配置指令、上注更新指令并转发至配置控制单元；接收地面发送的图像处理算法并送至非易失上注更新算法存储单元；星上相机数据获取单元，获取星上遥感相机生成的原始图像数据，并送至星上图像实时处理模块；接收目标信息数据并发送至地面；星上图像实时处理模块，根据配置控制单元写入的图像处理算法进行配置；根据配置的图像处理算法对原始图像数据进行处理得到目标信息数据、原始图像背景块数据，将目标信息数据、原始图像背景块数据送至星上相机数据获取单元。所述的上注更新控制模块采用反熔丝FPGA，星上图像实时处理模块采用SRAM型FPGA，SRAM型FPGA控制8组存储器，每组存储器存储一帧原始图像数据，SRAM型FPGA每处理相邻8帧原始图像数据生成当前帧目标有效图像数据。所述的星上相机数据获取单元采用N+3路LVDS差分信号接收原始图像数据，N+3路LVDS差分信号包括帧有效信号、行使能信号、像元时钟信号、N位原始图像数据，其中，N为原始图像数据位数。所述的星上相机数据获取单元使用BRAM存储星上遥感相机生成的原始图像数据，使用并行LVTTL接口将原始图像数据送至星上图像实时处理模块。所述的固化存储单元采用PROM。所述的非易失上注更新算法存储单元采用非易失EEPROM。还包括三线接收总线、三线发送总线，三线接收总线接收地面发送的图像处理算法配置指令、上注更新指令、图像处理算法并转发至上传数据接收单元；三线发送总线，接收星上相机数据获取单元发送的目标有效图像数据、原始图像背景块数据并送至地面。本专利技术与现有技术相比的优点在于：(1)本专利技术上注更新平台通过高速LVDS并行数据接口、一次性固化存储区、非易失上注更新存储区、多达8帧的缓存区，具备充足灵活的存储资源可以支持速率更快、数据量更大的星上实时图像处理，适合瞬态目标的检测与识别；(2)本专利技术上注更新平台通过利用抗辐照反熔丝FPGA来接收并提取原始图像数据，并完成与SRAM型FPGA处理输出目标信息数据组包编码与输出，提高在复杂空间辐照环境下的系统的可靠性；(3)本专利技术上注更新平台通过利用固化存储区和SRAM型FPGA实现星上实时图像处理，根据地面上传的配置指令，能够对SRAM型FPGA在轨配置经地面充分验证过并发射前固化好的实时图像处理算法，同时能够接收星地链路上注更新优化的星上实时处理新算法，在指令控制下对SRAM型FPGA配置新的算法，对用户的新需求进行及时响应。附图说明图1遥感相机星上实时处理算法上注更新技术的结构示意图；图2相机焦面数据信号时序关系图；图3PROM、EEPROM存储器与FPGA连接关系原理图；图4被动配置接口信号连接关系原理图；图5被动配置接口信号关系时序图；图6为SRAM型FPGA控制的存储器接口信号连接关系原理图。具体实施方式本专利技术针对现有技术的不足，提出一种遥感相机星上实时处理算法上注更新平台，包括上注更新控制模块和星上图像实时处理模块，上注更新控制模块通过高可靠性抗辐照反熔丝FPGA做为控制核心，完成遥感相机原始图像数据接收、发射前固化好星上实时处理算法配置、星地链路上传的新星上实时处理算法配置数据接收和存储、新上传的星上实时处理算法配置等功能。星上图像实时处理模块以SRAM型FPGA做为控制核心，完成实时瞬态目标信息检测与识别功能。上注更新控制模块由五部分构成，包括固化存储单元、非易失上注更新算法存储单元、上传数据接收单元、配置控制单元、星上相机数据获取单元。固化存储单元包括一组PROM存储器，PROM中存储发射前固化的星上实时处理算法；非易失上注更新算法存储单元包括一组EEPROM存储器，EEPROM中存储通过星地链路上传的更新的星上实时处理算法。星地链路上传经过星上数传系统1553B总线转发更新的星上实时处理算法分块数据，经过设备内部转换再经三线发送电路输出，上传数据接收单元的三线接收电路接收分块数据块。配置控制单元根据上传数据接收单元转发的配置指令，通过被动并行配置模式可以将PROM固化好的星上实时处理算法配置到星上图像实时处理模块的SRAM型FPGA，也可以将EEPROM存储的更新星上实时处理算法，配置到该SRAM型FPGA。星上相机数据获取单元通过15路LVDS接收遥感相机原始图像数据，包括帧有效信号、行使能信号、像元时钟信号及12位数据，并且在实时接收焦面电路LVDS传输的原始图像数据，既同时使用并行LVTTL接口转发到执行星上实时处理算法的SRAM型FPGA，又完成指定背景图像数据块的抽取。星上图像实时处理模块中的SRAM型FPGA具体执行星上实时处理算法，它控制8组存储器，每组存储器可以存储一帧原始图像数据，每帧图像最大是600×400像元。它接收了星上相机数据获取单元转发的原始图像数据，在缓存到FPGA内部BRAM同时，也将该帧原始图像数据写入到一组存储器中，利用缓存到FPGA内部的当前帧原始图像数据和它控制的7组存储器存储的相邻的8帧图像数据，进行星上实时处理算法，检测、识别和提取出当前帧中重要目标信息数据，将目标信息本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种遥感相机星上实时处理算法上注更新平台，其特征在于包括：上注更新控制模块、星上图像实时处理模块，上注更新控制模块包括固化存储单元、非易失上注更新算法存储单元、上传数据接收单元、配置控制单元、星上相机数据获取单元；其中配置控制单元，在卫星入轨后，当接收到上传数据接收单元转发的图像处理算法配置指令时，读取固化存储单元中的图像处理算法，采用被动并行配置方法写入星上图像实时处理模块；当接收到上传数据接收单元转发的上注更新指令时，从非易失上注更新算法存储单元读取图像处理算法，采用被动并行配置方法写入星上图像实时处理模块；所述的图像处理算法配置指令为令配置控制单元读取固化存储单元中的图像处理算法对星上图像实时处理模块进行配置的指令；所述的上注更新指令为令配置控制单元读取非易失上注更新算法存储单元中图像处理算法对星上图像实时处理模块进行配置的指令；固化存储单元，存储卫星发射前固化好的图像处理算法；非易失上注更新算法存储单元，接收上传数据接收单元转发的图像处理算法并存储；上传数据接收单元，接收地面发送的图像处理算法配置指令、上注更新指令并转发至配置控制单元；接收地面发送的图像处理算法并送至非易失上注更新算法存储单元；星上相机数据获取单元，获取星上遥感相机生成的原始图像数据，并送至星上图像实时处理模块；接收目标信息数据并发送至地面；星上图像实时处理模块，根据配置控制单元写入的图像处理算法进行配置；根据配置的图像处理算法对原始图像数据进行处理得到目标信息数据、原始图像背景块数据，将目标信息数据、原始图像背景块数据送至星上相机数据获取单元。...

【技术特征摘要】
1.一种遥感相机星上实时处理算法上注更新平台，其特征在于包括：上注更新控制模块、星上图像实时处理模块，上注更新控制模块包括固化存储单元、非易失上注更新算法存储单元、上传数据接收单元、配置控制单元、星上相机数据获取单元；其中配置控制单元，在卫星入轨后，当接收到上传数据接收单元转发的图像处理算法配置指令时，读取固化存储单元中的图像处理算法，采用被动并行配置方法写入星上图像实时处理模块；当接收到上传数据接收单元转发的上注更新指令时，从非易失上注更新算法存储单元读取图像处理算法，采用被动并行配置方法写入星上图像实时处理模块；所述的图像处理算法配置指令为令配置控制单元读取固化存储单元中的图像处理算法对星上图像实时处理模块进行配置的指令；所述的上注更新指令为令配置控制单元读取非易失上注更新算法存储单元中图像处理算法对星上图像实时处理模块进行配置的指令；固化存储单元，存储卫星发射前固化好的图像处理算法；非易失上注更新算法存储单元，接收上传数据接收单元转发的图像处理算法并存储；上传数据接收单元，接收地面发送的图像处理算法配置指令、上注更新指令并转发至配置控制单元；接收地面发送的图像处理算法并送至非易失上注更新算法存储单元；星上相机数据获取单元，获取星上遥感相机生成的原始图像数据，并送至星上图像实时处理模块；接收目标信息数据并发送至地面；星上图像实时处理模块，根据配置控制单元写入的图像处理算法进行配置；根据配置的图像处理算法对原始图像数据进行处理得到目标信息数据、原始图像背景块数据，将目标信息数据、原始图像背景块数据送至星上相机数据获取单元。...

【专利技术属性】
技术研发人员：王庆元，李强，鲍书龙，王琨，李涛，雷宁，
申请(专利权)人：北京空间机电研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11