[发明专利]仿生偏振光罗盘一体化设计与导航信息实时处理方法

权利要求书

1.一种仿生偏振光罗盘一体化设计与导航信息实时处理方法，其特征在于，所述方法包括：

由偏振成像芯片、系统级芯片、定焦镜头、串口接口和一体化外壳构建一体化设计仿生偏振光罗盘；所述偏振成像芯片为IMX250MZR型号的阵列式偏振芯片，像元尺寸为3.45微米，能够实现高达24fps的帧率，每四个像素上具有四个不同方向的纳米光栅，四个不同方向能够进行调整，所述偏振成像芯片的曝光参数由所述系统级芯片控制；所述系统级芯片中包括FPGA端和ARM端；所述定焦镜头固定于所述一体化外壳上，其曝光由所述FPGA端根据接收的串口指令进行控制；

通过所述偏振成像芯片采集天空偏振视频流数据；

通过所述系统级芯片中的FPGA端对所述天空视频流数据进行并行实时处理，得到偏振信息；

通过所述系统级芯片中的ARM端在中断程序中根据所述偏振信息进行定向解算，得到载体航向角信息，并通过所述串口接口向载体进行输出。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述偏振成像芯片为IMX250MZR型号的阵列式偏振芯片，通过所述偏振成像芯片采集天空偏振视频流数据，包括：

通过所述IMX250MZR型号的阵列式偏振芯片采集天空偏振视频流数据；

根据所述天空偏振视频流数据得到当前帧的天空偏振图像；所述天空偏振图像中每四个像素的成像为所述阵列式偏振芯片上四个具有不同偏振方向的纳米光栅通过一次曝光所成的像。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述系统级芯片为ZYNQ-7000系列系统级芯片，通过所述系统级芯片中的FPGA端对所述天空视频流数据进行实时处理，得到偏振信息，包括：

根据所述天空偏振图像，通过ZYNQ-7000系列系统级芯片中的FPGA端对所述天空偏振图像进行并行实时处理，由每四个像素数据得到一组偏振度与偏振角信息。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在通过系统级芯片中的FPGA端对所述天空视频流数据进行实时处理，得到偏振信息之后，还包括：

将根据当前帧天空偏振图像得到的偏振度和偏振角信息写入所述系统级芯片的总线；

通过所述FPGA端向所述ARM端发送一个中断信号。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，通过系统级芯片中的ARM端根据所述偏振信息进行定向解算，得到载体航向角信息，并进行输出，包括：

通过系统级芯片中的ARM端接收所述中断信号，并执行中断处理程序；

在中断处理程序中，读取总线上的所述偏振度和偏振角信息；

根据所述偏振度与偏振角信息进行定向解算，得到对应的偏振信息矩阵；

根据所述偏振信息矩阵通过奇异值分解求取特征值；

根据所述特征值得到载体航向角信息；

将所述载体航向角信息通过串口发送到上位机。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，通过系统级芯片中的ARM端接收所述中断信号，并执行中断处理程序，还包括：

通过系统级芯片中的ARM端接收所述中断信号；

检测当前中断是否处于打开状态，若处于打开状态，则关闭中断；

执行中断处理程序；

当中断处理程序执行完毕时，重新打开中断。

7.根据权利要求1至6任一项所述的方法，其特征在于，所述一体化外壳尺寸为5cm×5cm×5cm。