为了提高图像处理器目标跟踪的准确度和对复杂环境的适应能力, 设计了一种CPCI架构的多传感器融合图像跟踪系统。针对高分辨率高帧频图像的采集、目标搜索与跟踪, 设计并实现了以FPGA+DSP为核心的嵌入式图像处理平台, 采用CPCI标准总线作为数据共享通道, 由嵌入式图像处理平台完成实时计算, 数据中心完成跟踪结果的数据融合和系统综合控制。实验结果表明: 系统可以实现多路不同分辨率CameraLink图像或HD-SDI图像的采集和融合跟踪处理, 该架构处理能力强, 可扩展性高, 结构紧凑, 为图像融合跟踪系统提供了一种可靠的解决方案。

为了应对实时视频图像处理复杂的现场环境条件,设计了一种通用视频图像处理系统.该系统便于扩展,可同时应用于多种不同现场环境.FPGA+DSP架构由于同时吸取了具有优秀运算性能的DSP芯片以及具有高实时性的FPGA芯片的优点而在实时图像处理领域中得到了广泛的应用,而Compact-PCI总线由于其与工业控制计算机有标准的接口而具有良好的可扩展性,通过对二者的有机结合设计了基于Compact-PCI总线的FPGA+DSP架构的通用视频图像处理系统.硬件实验表明,系统可对320×256~1 024×1 024分辨率,8~14 bits,最高帧频100 Hz的视频图像进行实时采集与处理,并通过cPCI总线实现实时控制,取得了良好的效果,表明系统可以应用于红外及可见等复杂环境中,实时性很高,处理效果好,提高了系统的应用范围.为视频信号采集处理提供了一种新的可靠解决方案.

针对在重离子同步加速器运行过程中，如何解决设备控制器与上层数据处理程序之间的高速数据交换的问题，自主研发了基于Compact PCI总线板卡，板载FPGA，DSP，SDRAM等资源，并设计了DMA完整控制逻辑，传输协议解译全部由硬件完成(FPGA)。多个软硬件模块共同实现了该实时高速数据交换系统。该系统经实测，结构完整自洽，数据传输带宽符合重离子同步加速器运行要求，实现了数据传输的实时性。重点描述该系统数据通路上的诸多技术环节，包括硬件和软件的功能划分、FPGA、DSP、驱动程序、上层应用等各环节的技术细节。该实时数据交换系统系原创性设计，系统解决了控制与数据采集系统的设备控制层与上层数据处理层之间的实时数据交换问题。

光电跟踪系统作为外场中重要的目标观测与实时定位设备，有着不可忽视的作用。然而，随着目标机动性能的增加，对目标的实时响应就成了制约跟踪系统性能的关键。因此，采用更高性能的处理器和并行处理等手段来提高系统带宽、获得更好的实时性不失为一种好的方法。文章以PCIE总线为架构，以FPGA为协处理器实现数据的共享和分流，用两片DSP作为主要运算单元，搭建一个双路并行伺服控制系统，分别用来控制光电跟踪系统垂直轴和水平轴的两台伺服电机，替代以往的PCI总线架构和单片DSP同时控制垂直轴和水平轴电机的控制系统。采用上述结构不但大大提升了系统总线带宽，提高系统响应，还能克服单片DSP资源不足问题，更好地协调垂直轴和水平轴之间的相互配合。