[发明专利]一种面向卫星在轨应用的目标探测实时处理系统及方法

说明书

本发明公开了一种面向卫星在轨应用的目标探测实时处理系统及方法。公开的系统包括FPGA模块、DSP图像处理模块和ARM模块，所述DSP图像处理模块、ARM模块均与FPGA模块连接，FPGA模块和ARM模块均与外部星载计算机连接，FPGA模块还与外部相机、发射机连接。能够对卫星在轨获取图像进行实时处理，以获取高价值的目标位置信息，从而实现面向卫星在轨应用的目标实时探测。

技术领域

本发明涉及目标探测实时处理领域，尤其涉及一种面向卫星在轨应用的目标探测实时处理系统及方法。

背景技术

目前卫星遥感图像主要在地面站处理中心完成，高价值信息获取的时间严重滞后，难以快速、有效探测时敏目标。另外，受星地数据带宽限制，遥感图像传输要执行4:1-8:1的有损压缩，地面解压后的图像将会丢失细节信息，一种解决手段是发展星上数据实时处理技术。

2000年以来，国外已有不少在遥感卫星上实现特定实时处理功能的报道，如美海军地球绘图观测者(Naval Earth Map Observer,NEMO)卫星、德国宇航局的双光谱红外探测(Bispectral Infrared Detection,BIRD)小卫星、法国研制的下一代高分辨光学卫星Pleiades-HR等。国内的浦江一号卫星采用基于星上数据处理的自主任务规划技术实现了多种有效载荷的协同工作，也有的在研究星载处理设备软件在轨重构技术。不过，目前星上处理功能主要集中在图像预处理、数据压缩等方面，而星上目标探测实时处理技术尚未成熟。

因此，如何能够对卫星在轨获取图像进行实时处理，以获取高价值的目标位置信息，从而实现面向卫星在轨应用的目标实时探测成为了本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：如何能够对卫星在轨获取图像进行实时处理，以获取高价值的目标位置信息，从而实现面向卫星在轨应用的目标实时探测。

本发明的技术解决方案是：

一种面向卫星在轨应用的目标探测实时处理系统，包括FPGA模块、DSP图像处理模块和ARM模块，所述DSP图像处理模块、ARM模块均与FPGA模块连接，FPGA模块和ARM模块均与外部星载计算机连接，FPGA模块还与外部相机、发射机连接，其中：

FPGA模块，用于对外部相机接口、发射机接口和星载计算机接口进行接口控制；接收相机视频图像进行数据压缩和数据存储，并将视频图像发送给DSP图像处理模块；接收ARM模块发送的遥控指令；接收DSP模块发送的目标位置信息和ARM模块发送的遥测信息，并传给发射机；

DSP图像处理模块，用于接收FPGA模块发送的视频图像后进行处理，以检测出视频图像中的目标位置信息，并将处理得到的目标位置信息传给FPGA模块；

ARM模块，用于通过CAN总线与星载计算机进行信息交互；将星载计算机发送的遥控指令发送给FPGA模块；同时采集系统内部的供电以及系统的工作状态，作为遥测信息发送给FPGA模块。

优选地，所述FPGA模块包括接口控制模块、数据收发模块、信息存储模块、视频图像压缩模块、视频图像处理模块，其中：

所述接口控制模块，用于对外部相机接口、发射机接口和星载计算机接口进行接口控制；

所述数据收发模块，用于接收相机发送的视频图像、DSP图像处理模块发送的目标位置信息以及ARM模块发送的遥控指令和遥测信息，将视频图像发送给视频图像处理模块和视频图像压缩模块，将目标位置信息和遥测信息发送给发射机；

所述视频图像压缩模块，用于进行视频图像压缩，并将压缩的视频图像，发送给信息存储模块；

所述信息存储模块，用于对压缩的视频图像进行信息存储；