【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于图像信息处理与光电探测装备技术交叉领域，更具体地，涉及一种多波段光电系统探测识别并行实时处理系统。
技术介绍
1、现有武器装备的更新发展快速，作战环境日益复杂，各种无人机作战、小型航空器、高超武器的参与，使得战况瞬息万变，因此光电探测载荷系统设计也面临着巨大挑战。稳定可靠的对空动目标探测识别则至关重要，尤其是多波段光电探测系统探测识别并行处理系统的研究，具有重要意义。
2、现有光电探测设备往往是单个波段探测或是双波段探测，如今使用场景复杂程度日益加大，存在的目标类型也多种多样，例如：高温目标、常温目标、高超目标、低慢小等等情况，现有光电探测设备则无法应对这种多样性目标场景作战达到作战效果；不同类型目标的信号功率在不同波段的探测器上表现是不一样的；对于全天时及各种气象条件下工作的需求，单个波段或双波段探测系统是无法满足使用需求。因此，需要多波段探测来应对多种条件下探测不同类型目标。同时，针对多波段探测需求带来的大数据采集处理的实时性提出了新的挑战。
3、因此，有必要专利技术一种具备多波段、多功能、并行实时处理系统的多波段光电系统探测识别并行实时处理系统。
技术实现思路
1、针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种多波段光电系统探测识别并行实时处理系统，旨在解决解决现有光电探测设备无法同时应对不同场景下的多种类型目标，以及针对多波段大数据量采集、处理、传输的实时性与探测识别系统的可靠性等问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供
3、所述多功能控制主系统与多波段并行处理子系统、核心处理软件控制子系统、二维伺服控制子系统以及情报传输通信系统进行通信交互；
4、所述多功能控制主系统，用于接收情报传输通信系统发送的情报雷达的引导信息，以辅助二维伺服控制子系统将光电探测系统引导至目标方向进行小区域范围搜索目标；同时接收多波段并行处理子系统传输过来的四个波段图像数据以及图像中目标的位置信息，并融合四个波段的目标位置结果，确认是否为目标；确认为目标后根据目标位置信息确定二维伺服转台的方位角和俯仰角，使目标移动到光电探测系统的视场中心并持续跟踪；之后控制激光测距模块采集到目标距离信息；控制红外宽波段光谱传感器采集到目标的全波段光谱数据，并基于全波段光谱数据对目标进行识别分类；
5、所述多波段并行处理子系统，用于并行接收可见光图像序列、短波红外图像序列、中波红外图像序列以及长波红外图像序列，之后结合多级滤波电路芯片、连通区域标记电路芯片、快速傅里叶变换电路芯片完成相应算法功能实现图像中目标的检测标记，检测出图像中目标的位置信息，并将检测结果传输给多功能控制系统；
6、所述核心处理软件控制子系统，用于提供人机交互控制平台，负责多波段并行处理子系统、激光测距模块和红外宽波段光谱传感器的控制与调度、与人机交互控制以及与二维伺服系统控制通信；
7、所述二维伺服控制子系统，用于控制二维伺服转台在对空情报雷达引导下承载光电探测系统进行小区域目标搜索截获和跟踪任务或进行大区域目标自动搜索捕获跟踪任务。
8、需要说明的是，多波段光电探测系统探测识别并行实时处理系统是光电探测系统中的信息处理控制系统。可选地，所述核心处理软件控制子系统，集成到所述多功能控制主系统中，用于在大区域搜索捕获跟踪目标时对四个波段的图像数据、全波段光谱数据、激光测距数据的实时存储。
9、可选地，所述多功能控制主系统，包括：
10、主控come模块，用于实现多波段图像数据、光谱数据、激光数据、对空情报的存储，以及负责各功能模块的调度与人机交互软件的运行；
11、大数据传输模块，用于实现与主控come进行数据的传输；
12、多功能接口模块，用于与各功能外设进行数据接收与指令控制；
13、光谱采集模块，用于采集目标的宽波段红外光谱数据；
14、深度学习模块，用于运行神经网络模型，进行在线光谱分类识别；
15、大容量存储模块，用于存储获取的可见光图像数据、短波红外数据、中波红外数据、长波红外数据、激光数据、对空情报雷达数据以及目标全波段宽光谱数据；
16、时钟模块，用于提供时钟及各模块数据时间同步；
17、电源模块，用于对各个子系统供电。
18、可选地，所述多波段并行处理子系统，包括：
19、可见光波段信息处理电路，用于接收可见光成像传感器实时采集的可见光图像序列，之后结合多级滤波专用电路芯片、连通区域标记电路芯片、快速傅里叶变换电路芯片完成相应算法功能实现对可见光图像的检测标记，检测出图像中目标的位置信息，并将检测结果传输给多功能控制系统；
20、短波红外信息处理电路，用于接收短波红外成像传感器实时采集的短波红外图像序列，之后结合多级滤波专用电路芯片、连通区域标记电路芯片、快速傅里叶变换电路芯片完成相应算法功能实现对短波红外图像的检测标记，检测出图像中目标的位置信息，并将检测结果传输给多功能控制系统；
21、中波红外信息处理电路，用于接收中波红外成像传感器实时采集的中波红外图像序列，之后结合多级滤波专用电路芯片、连通区域标记电路芯片、快速傅里叶变换电路芯片完成相应算法功能实现对中波红外图像的检测标记，检测出图像中目标的位置信息，并将检测结果传输给多功能控制系统；
22、长波波红外信息处理电路，用于接收长波红外成像传感器实时采集的长波红外图像序列，之后结合多级滤波专用电路芯片、连通区域标记电路芯片、快速傅里叶变换电路芯片完成相应算法功能实现对长波红外图像的检测标记，检测出图像中目标的位置信息，并将检测结果传输给多功能控制系统；
23、其中，所述可见光波段信息处理电路、短波红外信息处理电路、中波红外信息处理电路以及长波波红外信息处理电路并行工作。
24、可选地，所述核心处理软件控制子系统，包括：
25、图像特征分析子模块，用于实现图像显示、图像中目标特征提取与目标检测跟踪；
26、搜索捕获跟踪子模块，用于控制二维伺服转台的自动扫描搜索目标，捕获目标后，跟踪器进入跟踪线程；
27、伺服控制子模块；用于控制二维伺服转台的方位角和俯仰角；
28、激光测距接收线程，用于获取目标激光测距的结果，获取目标的距离位置。
29、可选地，所述核心处理软件控制子系统，还包括：
30、多波段图像显示子模块，用于显示各个波段的图像；
31、分光镜切换子模块，用于实现不同光阑模式切换；
32、光谱显示子模块，用于显示宽波段红外光谱数据；
33、目标光谱深度学习子模块，用于利用训练好的网络模型进行实时目标的光谱分类；
34、目标检测模拟子模块，用于离线后对本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多波段光电系统探测识别并行实时处理系统，其特征在于，包括：多功能控制主系统、多波段并行处理子系统、核心处理软件控制子系统以及二维伺服控制子系统；
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述核心处理软件控制子系统，集成到所述多功能控制主系统中，用于在大区域搜索捕获跟踪目标时对四个波段的图像数据、全波段光谱数据、激光测距数据的实时存储。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多功能控制主系统，包括：
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多波段并行处理子系统，包括：
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述核心处理软件控制子系统，包括：
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述核心处理软件控制子系统，还包括：
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述可见光波段信息处理电路、短波红外信息处理电路、中波红外信息处理电路以及长波红外信息处理电路集成了收图接口模块、FPGA芯片、多级滤波ASIC芯片、连通区域标记ASIC芯片、傅里叶变换ASIC芯片、DSP芯片、网口通信模块、
8.根据权利要求1至7任一项所述的系统，其特征在于，所述多功能控制主系统的外围接口电路包括：PCIe、USB、千兆网、SATA或串行接口；通过串行接口接收激光测距模块输出的距离信息并存储实时数据，通过PCIe接口接收红外宽波段光谱仪采集的全波段光谱信息，并对光谱数据做目标识别分类；多功能控制主系统集成人工智能学习芯片，对采集到的图像序列进行识别学习；所述多功能控制系统电路集成了多位模数转换电路，高采样速度采集光谱数据，实现了红外宽波段光谱数据的快速采集。
9.根据权利要求1至7任一项所述的系统，其特征在于，所述多功能控制主系统、多波段并行处理子系统、核心处理软件控制子系统以及二维伺服控制子系统集成在二维伺服转台U型臂两侧电子舱内，跟随二维伺服子系统移动；所述多功能控制主系统与多波段并行处理子系统以高集成度电路布局、多板间紧密对插连接的方式设计；所集成的系统以一比一冷热备份模式分别集成在U型臂两侧电子舱内，在复杂环境条件下工作时，在主系统出现故障时，自动切换到备份系统继续工作；所述电子舱为金属屏蔽盒，所述金属屏蔽盒合体的底面设计了散热翅片，以供主系统和各个子系统及时散热。
10.根据权利要求1至7任一项所述的系统，其特征在于，所述二维伺服控制子系统控制光电探测系统移动，对所在场景进行方位角360°连续周扫的方式进行大区域探测识别空中动目标或接收情报雷达搜索到远距离的目标，并将光电探测系统引导至目标方向；
...【技术特征摘要】
1.一种多波段光电系统探测识别并行实时处理系统，其特征在于，包括：多功能控制主系统、多波段并行处理子系统、核心处理软件控制子系统以及二维伺服控制子系统；
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述核心处理软件控制子系统，集成到所述多功能控制主系统中，用于在大区域搜索捕获跟踪目标时对四个波段的图像数据、全波段光谱数据、激光测距数据的实时存储。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多功能控制主系统，包括：
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多波段并行处理子系统，包括：
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述核心处理软件控制子系统，包括：
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述核心处理软件控制子系统，还包括：
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述可见光波段信息处理电路、短波红外信息处理电路、中波红外信息处理电路以及长波红外信息处理电路集成了收图接口模块、fpga芯片、多级滤波asic芯片、连通区域标记asic芯片、傅里叶变换asic芯片、dsp芯片、网口通信模块、串口通信模块、jtag调试模块、存储器模块、配置模块以及外围电路模块；
8.根据权利要求1至7任一项所述的系统，其特征在于，所述多功能控制主系统的外围接口电...
【专利技术属性】
技术研发人员：张天序，胡俊东，方卢，叶刚，张宇晗，黄国浪，何博，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
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