一种用于星敏感器的DSP与FPGA并行多模式星图处理方法

摘要

一种用于星敏感器的DSP与FPGA并行多模式星图处理方法，根据星敏感器不同工作模式，对星图处理算法进行划分及优化，由DSP与FPGA联合完成星图处理。在捕获模式下，由FPGA完成图像滤波处理，得到准星点像素，DSP对准星点像素进行捕获模式处理；在非高动态跟踪模式下，由FPGA完成图像窗口截取处理，DSP对窗口像素进行非高动态跟踪模式处理；在高动态模式下，FPGA在完成图像窗口截取处理的同时进行像素合并，SP对窗口像素进行非高动态跟踪模式处理；FPGA预处理后的星图数据直接存储于片内，不需要外配图像存储器，本方法在不影响精度的前提下有效提高了星图处理速度，简化了系统配置。

主权项

一种用于星敏感器的DSP与FPGA并行多模式星图处理方法，其特征在于步骤如下：(1)图像传感器进行图像曝光，然后将图像曝光后获得的数字图像数据逐像素输出给FPGA；(2)FPGA在逐像素接收数字图像数据的过程中，根据模式标志位判断处理模式，根据DSP设置的处理模式执行相应的处理，如果为捕获模式，则执行步骤(3)；如果为非高动态跟踪模式，则执行步骤(4)；如果为高动态跟踪模式，则执行步骤(5)，所述模式标志位位于FPGA内部，DSP进行模式切换的同时对模式标志位进行设置；(3)FPGA在逐像素接收数字图像数据的过程中，用一阶低通滤波器进行图像滤波得到背景阈值，将高于背景阈值的像素作为准星点像素进行存储；然后执行步骤(6)；(4)FPGA在逐像素接收数字图像数据的过程中，进行图像窗口截取，所述窗口截取指根据DSP设置的截取窗口坐标将位于截取窗口内的像素进行存储；然后执行步骤(7)；(5)FPGA在逐像素接收数字图像数据的过程中，进行图像窗口截取，所述窗口截取指根据DSP设置的截取窗口坐标将位于截取窗口内的每4个相邻的像素合并为1个像素后进行存储，合并的方法是求取4个相邻像素的灰度均值并将灰度均值作为合并后的像素灰度值；然后执行步骤(8)；(6)DSP读取步骤(3)中得到的准星点像素，进行捕获模式处理，包括星点识别和姿态解算；然后执行步骤(9)；(7)DSP读取窗口图，进行非高动态跟踪模式处理，包括星点提取和姿态解算；然后执行步骤(9)，所述窗口图为步骤(4)图像窗口截取获得的图像数据；(8)DSP读取窗口图，进行高动态跟踪模式处理，包括星点提取和姿态解算；然后执行步骤(9)，所述窗口图为步骤(5)图像窗口截取获得的图像数据；(9)DSP根据处理结果进行模式切换，并对FPGA的图像处理模式进行设置。