一种红外导引头检测系统及方法与流程

本发明涉及图像处理技术领域，特别涉及一种红外导引头检测系统及方法。

背景技术：

红外成像导引头的测试技术，目前的主要组成是工业计算机、rs422板卡、监视器，构成一个测试系统，其中计算机与rs422板卡对目标诸元信息进行采集、检测，监视器观测红外图像，通过图像与诸元信息的对比，从而评估红外成像导引头的参数。其中，主要的缺点是因图像的采集与rs422s数据采集分别独立，造成图像信息与诸元信息的不同步，因此带来对红外成像导引头的性能评估带来不确定性，同时也具有系统体积大、不利于外场便携等缺点。

技术实现要素：

本发明提供了一种红外导引头检测系统及方法，解决了现有技术的技术问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一方面，提供一种红外导引头检测系统，包括：红外导引头、zynq芯片处理器系统和上位机；

所述红外导引头用于将采集到的红外视频图像信息和诸元信息发送至所述zynq芯片处理器系统；

所述zynq芯片处理器系统用于接收所述红外导引头发送的所述红外视频图像信息和所述诸元信息，对所述红外视频图像信息依次进行差分转单端处理、图像预处理和数据转换处理，得到流形式的所述红外视频图像信息，将所述诸元信息叠加到流形式的所述红外视频图像信息中，得到合成图像信息，将所述合成图像信息和所述诸元信息发送至所述上位机；

所述上位机用于对所述合成图像信息和所述诸元信息进行存储和分析。

本发明的有益效果是：利用zynq平台将图像处理、字符叠加和数据采集等技术融合在一起，解决了现有红外成像导引头测试中红外图像信息和诸元信息的不同步造成的检测误差。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

优选地，所述红外导引头包括：第一rs422接口和第一lvds接口，所述zynq芯片处理器系统包括：第二rs422接口、第二lvds接口、图像预处理电路、第一数据转换电路、第一vdma接口、ps端、第二vdma接口、第三rs422接口和第一pcie接口；所述上位机包括：第四rs422接口和第二pcie接口；

所述第二lvds接口用于接收所述第一lvds接口发送的红外视频图像信息，并将所述红外视频图像信息从差分信号转换为单端信号发送至所述图像预处理电路；

所述第二rs422接口用于接收所述第一rs422接口发送的诸元信息并发送至所述ps端；

所述图像预处理电路用于对转换为单端信号的所述红外视频图像信息进行图像预处理；

所述第一数据转换电路用于将图像预处理后的所述红外视频图像信息从视频数据形式转换为流形式，将流形式的所述红外视频图像信息经所述第一vdma接口写入所述ps端的随机存储器中，其中，所述第一vdma接口与所述ps端通过hp接口进行信息交互；

所述ps端用于读取所述随机存储器中的所述红外视频图像信息，并将所述诸元信息叠加到所述红外视频图像信息中，得到合成图像信息并发送至所述第二vdma接口，还用于将所述诸元信息经所述第三rs422接口发送至所述第四rs422接口；

所述第二vdma接口用于将所述合成图像信息经所述第一pcie接口发送至所述第二pcie接口。

优选地，所述系统还包括：监视器，所述zynq芯片处理器系统还包括：第二数据转换电路和第一vga接口，所述监视器包括：第二vga接口；

所述第一vdma接口还用于将ps端发送的所述合成图像信息发送至所述第二数据转换电路；

所述第二数据转换电路用于将所述合成图像信息从流形式转换为视频数据形式，将视频数据形式的所述合成图像信息经所述第一vga接口发送至所述第二vga接口；

所述监视器用于对视频数据形式的所述合成图像信息进行显示。

优选地，所述图像预处理电路具体用于对转换为单端信号的所述红外视频图像信息依次进行归一化处理和中值滤波处理。

优选地，所述zynq芯片处理器系统的zynq芯片的型号为xc7z035。

另一方面，提供一种红外导引头检测方法，包括：

s1、接收红外导引头发送的红外视频图像信息和诸元信息，并将所述红外视频图像信息从差分信号转换为单端信号；

s2、对转换为单端信号的所述红外视频图像信息进行图像预处理；

s3、将预处理后的所述红外视频图像信息从视频数据形式转换为流形式保存在随机存储器中；

s4、将所述诸元信息叠加到所述随机存储器中的所述红外视频图像信息中，得到合成图像信息；

s5、将所述合成图像信息发送至上位机进行存储和分析。

优选地，还包括：

将所述合成图像信息从流形式转换为视频数据形式发送至监视器进行显示。

优选地，步骤s3包括：

对转换为单端信号的所述红外视频图像信息依次进行归一化处理和中值滤波处理。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种红外导引头检测系统的结构示意图；

图2为本发明另一实施例提供的一种红外导引头检测系统的结构示意图；

图3为本发明另一实施例提供的一种红外导引头检测系统的结构示意图；

图4为本发明另一实施例提供的一种红外导引头检测方法的流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，一种红外导引头检测系统，包括：红外导引头10、zynq芯片处理器系统20和上位机30；

红外导引头10用于将采集到的红外视频图像信息和诸元信息发送至zynq芯片处理器系统20；

zynq芯片处理器系统20用于接收红外导引头发送的红外视频图像信息和诸元信息，对红外视频图像信息依次进行差分转单端处理、图像预处理和数据转换处理，得到流形式的红外视频图像信息，将诸元信息叠加到流形式的红外视频图像信息中，得到合成图像信息，将合成图像信息和诸元信息发送至上位机30；

上位机30用于对合成图像信息和诸元信息进行存储和分析。

红外成像导引头制导技术是精确制导武器的核心技术之一，用来完成对红外目标的自主搜索、识别和跟踪，并给出制导律所需要的控制信号。红外导引头由于具有制导精度高、抗干扰能力强、隐蔽性好、效费比高、结构紧凑、机动灵活等优点，已成为精确制导武器的重要技术手段。红外导引头已广泛用于空空导弹、空地导弹、地空导弹和反坦克导弹以及巡航导弹等领域。诸元，简单的说：如舰炮射击时的方位角、高低角和引信装定量；鱼雷射击时在鱼雷上装定的方向转角、航行深度、航速及鱼雷发射管的瞄准角、散角等。射击诸元直接影响射击的精确度。

针对红外成像导引头制导技术的发展，对测试提出的基本要求如下：

1、红外成像评估技术

红外成像导引头向智能化的制导发展。使红外数字成像技术以及对目标的检测、识别、跟踪算法的评估，需要设计专门的评估系统。

2、实时动态复杂场景多目标运动仿真与检测技术

红外成像导引头应用领域的扩大。目标场景的模拟实验技术日益复杂，要求模拟目标的尺寸、环境、运动特性、波段特性。需要进一步的仿真与检测。

根据红外成像导引头的测试要求，本技术方案采用xilinx推出的zynq平台，该平台能够快速实现图像处理功能，使用vdma可以方便地实现双缓冲和多缓冲机制，可快速完成图像的采集、处理。因此本技术采用此平台完成红外成像导引头测试功能。利用zynq平台将图像处理、字符叠加和数据采集等技术融合在一起，解决了现有红外成像导引头测试中红外图像信息和诸元信息的不同步造成的检测误差。

如图2所示，图1中的红外导引头10包括：第一rs422接口101和第一lvds接口102，zynq芯片处理器系统20包括：第二rs422接口201、第二lvds接口202、图像预处理电路203、第一数据转换电路204、第一vdma接口205、ps端206、第二vdma接口207、第三rs422接口208和第一pcie接口209；上位机30包括：第四rs422接口301和第二pcie接口302；

第二lvds接口202用于接收第一lvds接口102发送的红外视频图像信息，并将红外视频图像信息从差分信号转换为单端信号发送至图像预处理电路203；

第二rs422接口201用于接收第一rs422接口101发送的诸元信息并发送至ps端206；

图像预处理电路203用于对转换为单端信号的红外视频图像信息进行图像预处理；

第一数据转换电路204用于将图像预处理后的红外视频图像信息从视频数据形式转换为流形式，将流形式的红外视频图像信息经第一vdma接口205写入ps端的随机存储器中，其中，第一vdma接口205与ps端206通过hp接口进行信息交互；

ps端206用于读取随机存储器中的红外视频图像信息，并将诸元信息叠加到红外视频图像信息中，得到合成图像信息并发送至第二vdma接口207，还用于将诸元信息经第三rs422接口208发送至第四rs422接口301；

第二vdma接口207用于将合成图像信息经第一pcie接口209发送至第二pcie接口302。

红外视频图像通过第二lvds接口202连至板子的lvds芯片上经过差分转单端，将单端信号送至xc7z035芯片(zynq芯片处理器系统20的载体)内部。对送入zynq内部的视频信息进行图像预处理，将处理后的图像信息以stream流的形式送至第一vdma接口205，通过第一vdma接口205写入ddr(随机存储器)内部。ps端206通过读取ddr中的数据并将收到的rs422信息(诸元信息)按照要求叠加到视频信息(红外视频图像信息)中，处理完的信息(合成图像信息)可以通过hp接口送至第二vdma接口207，通过第二vdma接口207出来的视频数据形式的合成图像信息可以通过第一pcie接口209送出至上位机30的第二pcie接口302，通过上位机30进行存储和分析。第一vdma接口205和第二vdma接口207，采用park模式可以保证图像不丢帧。xc7z035芯片还包括pl端。

红外图像存在噪声大、对比度低、非均匀性大的特点，所以红外探测器的视频信息要进行预处理，使得图像信息更加清晰。送至zynq内部的图像信息先对其进行归一化处理，将其动态范围调整至(0，255)。再经过中值滤波清除其中的脉冲干扰噪声和其他噪声。

如图3所示，图2所示的系统还包括：监视器40，zynq芯片处理器系统20还包括：第二数据转换电路210和第一vga接口211，监视器40包括：第二vga接口401；

第一vdma接口205还用于将ps端206发送的合成图像信息发送至数据转换电路204；

第二数据转换电路210还用于将合成图像信息从流形式转换为视频数据形式，将视频数据形式的合成图像信息经第一vga接口211发送至第二vga接口401；

监视器40用于对视频数据形式的合成图像信息进行显示。

通过第一vdma接口205出来的视频数据形式的合成图像信息还可以通过第一vga接口211发送至监视器40的第二vga接口401，通过监视器40对视频数据形式的合成图像信息进行显示。

如图4所示，一种红外导引头检测方法，包括：

s401、接收红外导引头发送的红外视频图像信息和诸元信息，并将红外视频图像信息从差分信号转换为单端信号；

s402、对转换为单端信号的红外视频图像信息进行图像预处理；

s403、将图像预处理后的红外视频图像信息从视频数据形式转换为流形式保存在随机存储器中；

s404、将诸元信息叠加到随机存储器中的红外视频图像信息中，得到合成图像信息；

s405、将合成图像信息发送至上位机进行存储和分析。

具体地，还包括：

将合成图像信息从流形式转换为视频数据形式发送至监视器进行显示。

具体地，步骤s403包括：

对转换为单端信号的红外视频图像信息依次进行归一化处理和中值滤波处理。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。