一种基于FPGA的数字枪瞄系统的制作方法

本发明涉及一种数字枪瞄系统，特别涉及一种基于FPGA的数字枪瞄系统。

背景技术：

目前在进行射击时，枪瞄准器需要人工根据射击目标的距离、当时当地的气象条件、枪支子弹不一样等多种因素影响，需对枪瞄准器进行弹道补偿调整。因为子弹被射出时是类似抛物线运动体，受到重力和空气阻力的综合影响，飞出了很复杂的轨迹。包含一次方、二次方和三次方的变量是很难用数学公式通过计算机完成伺服控制，采用传统的人力观测、手动调整标尺对枪瞄准器进行弹道补偿调整，精度不高，不容易实现精准的瞄准射击。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题：本发明的目的在于解决现有技术中的不足，提供一种基于FPGA的数字枪瞄系统，以解决目前人力观测、手动调整标尺对枪瞄准器进行弹道补偿调整所存在的精度不高，不容易实现精准的瞄准射击的问题。

本发明的技术方案：本发明所述的一种基于FPGA的数字枪瞄系统，包括硬件系统和软件系统；所述硬件系统包括FPGA、光学设计、CMOS图像探测器、3D电子罗盘和GPS、SD卡、LCD、WIFI、KEY、电源和激光测距；所述FPGA用于整个系统的核心控制元器件，负责采集和处理CMOS图像探测器、3D电子罗盘、GPS、传送过来的信息及控制这些部件的工作，并接收KEY发来的指令完成对其他部件的控制，最终叠加成LCD能够识别的图像信号，并传送给LCD；所述光学设计用于完成对自然光的采集，并传送给CMOS图像探测器；所述CMOS图像探测器用于接受光学设计传送过来的光信号，并转换为FPGA能够识别和处理的数字信号；所述3D电子罗盘和GPS分别负责对指北和实时位置经纬度信息的测定；所述SD卡负责对部分需要保留的图片的存储；所述LCD负责接受FPGA传送过来的图像信息的显示；所述WIFI负责传送系统采集的部分数据到客户端设备；所述KEY用于完成用户对系统的操作；所述电源完成对整个系统的供电；所述激光测距负责设备到瞄准目标之前距离的测定；

所述软件系统包括驱动模块、补偿算法模块、格式转换模块、图像裁剪模块、图像放大模块、图像合成模块、PAL显示模块、FPGA处理模块。

进一步的，FPGA对整个系统的控制流程为：

a.启动系统后，所述FPGA会接受到CMOS图像探测器传来的数字图像信号；

b.在打开所述3D电子罗盘和GPS、激光测距后，所述FPGA会接受这些设备传来的数字信号，并处理这些设备传来的数字信号，并最终叠加成所述LCD能够识别的图像信号，并传送给LCD；

c.在打开WIFI和启动SD卡保存后，所述FPGA会控制WIFI的工作和对SD卡的读写。

进一步的，所述软件系统采用nios软核处理器为控制处理器。

进一步的，所述软件系统的控制流程为：

a.所述nios软核处理器为驱动模块配置驱动参数，所述驱动模块视频数据流输出至所述补偿算法模块；

b.所述补偿算法模块接收视频数据流，并接收nios软核处理器配置的补偿参数，输出补偿处理后的视频数据流；

c.所述格式转换模块接收补偿处理后的视频数据流，生成VIP视频流格式并输出至所述图像剪裁模块；

d.所述图像剪裁模块接收生成VIP视频流格式，并接收nios软核处理器配置的裁剪参数，将裁剪后的视频流输送至图像放大模块；

e.所述图像放大模块接收裁剪后的视频流，放大处理后输出至图像合成模块；

f.所述菜单生成模块接收nios软核处理器分配的菜单生产参数，输出包含透明度信息的菜单视频流；

g.所述图像合成模块接收图像和菜单视频流输入，并输出合成后的视频数据流；

h.所述PAL显示模块接收合成后的视频数据流，输送至所述LCD，完成成像。

本发明与现有技术相比的有益效果：本发明使用nios软核为控制处理器，在降低成本的同时，进行了数字枪瞄系统的优化，简化了工作算法流程，在软件的自动控制下精确测定由于振动、射击、冲击、跌落和高低温等环境而引起的瞄准镜视轴变，易实现精准的瞄准射击，设有的WIFI可实时传送系统采集的部分数据到客户端设备，实用性强。

附图说明

图1为本发明软件系统算法总流程图；

图2为本发明硬件系统结构框图。

具体实施方式

为了加深本发明的理解，下面我们将结合附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

如图1-图2示出了本发明一种基于FPGA的数字枪瞄系统的实施方式，包括硬件系统和软件系统；硬件系统包括FPGA、光学设计、CMOS图像探测器、3D电子罗盘和GPS、SD卡、LCD、WIFI、KEY、电源和激光测距；FPGA用于整个系统的核心控制元器件，负责采集和处理CMOS图像探测器、3D电子罗盘、GPS、传送过来的信息及控制这些部件的工作，并接收KEY发来的指令完成对其他部件的控制，最终叠加成LCD能够识别的图像信号，并传送给LCD；光学设计用于完成对自然光的采集，并传送给CMOS图像探测器；CMOS图像探测器用于接受光学设计传送过来的光信号，并转换为FPGA能够识别和处理的数字信号；3D电子罗盘和GPS分别负责对指北和实时位置经纬度信息的测定；SD卡负责对部分需要保留的图片的存储；LCD负责接受FPGA传送过来的图像信息的显示；WIFI负责传送系统采集的部分数据到客户端设备；KEY用于完成用户对系统的操作；电源完成对整个系统的供电；激光测距负责设备到瞄准目标之前距离的测定；

软件系统包括驱动模块、补偿算法模块、格式转换模块、图像裁剪模块、图像放大模块、图像合成模块、PAL显示模块、FPGA处理模块。

进一步的，FPGA对整个系统的控制流程为：

a.启动系统后，FPGA会接受到CMOS图像探测器传来的数字图像信号；

b.在打开3D电子罗盘和GPS、激光测距后，FPGA会接受这些设备传来的数字信号，并处理这些设备传来的数字信号，并最终叠加成LCD能够识别的图像信号，并传送给LCD；

c.在打开WIFI和启动SD卡保存后，FPGA会控制WIFI的工作和对SD卡的读写。

在本实施例中，软件系统采用nios软核处理器100为控制处理器。

在本实施例中，软件系统的控制流程为：

a.nios软核处理器100为驱动模块101配置驱动参数，驱动模块101视频数据流输出至补偿算法模块102；

b.补偿算法模块102接收视频数据流，并接收nios软核处理器配置100的补偿参数，输出补偿处理后的视频数据流；

c.格式转换模块103接收补偿处理后的视频数据流，生成VIP视频流格式并输出至图像剪裁模块；

d.图像剪裁模块104接收生成VIP视频流格式，并接收nios软核处理器100配置的裁剪参数，将裁剪后的视频流输送至图像放大模块105；

e.图像放大模块105接收裁剪后的视频流，放大处理后输出至图像合成模块107；

f.菜单生成模块106接收nios软核处理器100分配的菜单生产参数，输出包含透明度信息的菜单视频流；

g.图像合成模块107接收图像和菜单视频流输入，并输出合成后的视频数据流传递至PAL显示模块108；

h.PAL显示模块108接收合成后的视频数据流，输送至LCD，完成成像。

上述具体实施方式，仅为说明本发明的技术构思和结构特征，目的在于让熟悉此项技术的相关人士能够据以实施，但以上内容并不限制本发明的保护范围，凡是依据本发明的精神实质所作的任何等效变化或修饰，均应落入本发明的保护范围之内。