一种基于MBD建模的飞行时间成像实时预处理系统及方法技术方案

一种基于MBD建模的飞行时间成像实时预处理系统及方法，属于空间光学敏感器技术领域。本发明专利技术首先通过高速控制时序，实现四帧连续调制曝光图像数据并行读入，通过该步骤实现了场景反射率耦合的连续曝光灰度图像实时采集；同时，该方法通过设置数据校正以及深度图像转换为三维点云的独立MBD模块，将灰度图像和深度图像数据完成标定校正和三维点云转换，实现飞行时间成像在航天领域的应用。行时间成像在航天领域的应用。行时间成像在航天领域的应用。

【技术实现步骤摘要】
一种基于MBD建模的飞行时间成像实时预处理系统及方法


[0001]本专利技术涉及一种基于MBD建模的飞行时间成像实时预处理系统及方法，属于空间光学敏感器


技术介绍

[0002]空间光学敏感器作为一个直观有效的数据采集源，广泛应用于各种宇航深空探测以及地球极端环境的科学探测。在所述场景中，对空间光学敏感器尺寸、功耗和可靠性的要求高。面向高集成度、多体制的光学测量应用，光学敏感器的测量数据采集量大，预处理算法实现较为复杂。
[0003]飞行时间成像作为计算成像的一种重要实现方式，通过毫秒级多次曝光，其原始测量数据为灰度图像数据，经过计算后得到深度图像数据，具有集成度高、测量体制丰富、实时性好的优势，可与不同测量体制的光学敏感器实现跨源融合。
[0004]已有研究表明，由于飞行时间成像探测器的制造工艺、敏感器装配误差、敏感器在轨工作温度等因素，将无法避免地产生灰度成像误差和深度测量误差。对飞行时间成像的测量数据进行逐像元的预处理，包括图像中心校正、畸变校正、固定模式误差校正、线性误差校正、周期误差校正、固定模式相位误差校正、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于MBD建模的飞行时间成像实时预处理系统，其特征在于，包括数据缓冲模块、补码转换模块和图计算模块；数据缓冲模块使用高速控制时序触发，并行接收探测器输出的四路测量数据，数据缓冲完成后，将每个数据缓冲模块按地址顺序并行输出到补码转换模块；经过补码转换模块的数据并行输出到图计算模块，分别计算灰度数据和深度数据，完成实时预处理。2.根据权利要求1所述的一种基于MBD建模的飞行时间成像实时预处理系统，其特征在于，所述数据缓冲模块包括双端口RAM模块和地址控制模块；由外部控制信号控制双端口RAM模块按地址顺序写入探测器测量数据，一帧图像写入完成后，地址控制模块生成读地址，按地址顺序输出探测器测量数据。3.根据权利要求1所述的一种基于MBD建模的飞行时间成像实时预处理系统，其特征在于，所述补码转换模块包括数据类型转换模块和移位模块；输入数据经过数据类型转换模块，数据类型由无符号12位数据转换为无符号16位数据，经过移位模块左移4位，再由数据类型转换模块转换为有符号16位数据，经过移位模块右移4位，其结果作为补码转换模块输出。4.根据权利要求1所述的一种基于MBD建模的飞行时间成像实时预处理系统，其特征在于，所述图计算模块包括加法模块、乘法模块和开平方模块；四路相位数据P00、P1800、P900、P2700并行读入图计算模块，加法模块实现同一时序下两个数据的求和操作，乘法模块实现同一时序下两个数据的乘法操作，开平方模块实现数据的开平方操作。5.根据权利要求4所述的一种基于MBD建模的飞行时间成像实时预处理系统，其特征在于，所述图计算模块包括灰度图计算模块和深度图计算模块，分别用于对灰度图和深度图进行处理。6.根据权利要求5所述的一种基于MBD建模的飞行时间成像实时预处理系统，其特征在于，所述图计算模块输出深度数据关键变量和灰度图数据流。7.根据权利要求1所述的一种基于MBD建模的飞行时间成像实时预处理系统实现的基于MBD建模的飞行时间成像实时预处理方法，其特征在于，包括：(1)当检测到同步时钟信号上升沿时，向SRAM发送图像数据请求信号DATA_START；(2)判断图像数据有效信号DATA_READY是否为高电平，当DATA_READY为高电平时，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢纯青，曹中祥，武延鹏，施蕾，宋玉志，李全良，苏畅，
申请(专利权)人：北京控制工程研究所，
类型：发明
国别省市：