[实用新型]主被动三维成像实时处理系统

说明书

本实用新型提供一种主被动三维成像实时处理系统，包括：PS端，通过外部接口控制器与外设端相连，利用串行处理器实现并行性较低的运算，所述PS端，包括：系统初始化模块；数据预处理模块；激光测距数据误差改正模块；光学影像数据处理模块；PL端，通过AXI总线与所述PS端相连，利用可编程逻辑实现高度并行化的运算；所述PL端，包括：两个DMA控制器，分别为第一DMA控制器和第二DMA控制器；大地坐标解算模块，与第一DMA控制器相连；高斯投影模块，一端与所述大地坐标解算模块相连；共线方程解算模块，与所述第二DMA控制器相连。对主被动三维成像处理方法和流程进行合理划分。

技术领域

本实用新型涉及遥感数据高速处理技术领域，尤其涉及一种主被动三维成像实时处理系统。

背景技术

近年来，利用遥感技术对观测目标的空间、纹理、光谱、材质等多维属性信息快速精准获取，已成为研究热点。主被动一体化成像技术作为一种新型遥感探测技术，将主动式的激光雷达和被动式光学成像仪通过共光路一体化集成，两类传感器共用光路、采用相同的观测扫描方式，配合三维成像处理系统，可实现观测区域的空间维、光谱维信息一体化获取与三维成像实时展示。因此，主被动一体化成像技术将在城市规划、土地利用、环境监测、灾害评估等遥感技术领域获得广泛应用。

然而，随着载荷数据获取能力的不断增加，遥感数据量呈指数型爆发增长，这对遥感数据的高速实时处理能力提出迫切需求。另一方面，主被动三维成像处理需要同时对光学载荷影像数据、激光雷达测距数据以及相对应的位置姿态数据进行处理，处理过程中包含大量双精度浮点数据的矩阵运算、超越运算等，兼具数据密集和计算密集型特点。此外，还需综合考虑系统的体积、功耗等限制要求。上述因素均对主被动三维成像系统设计提出重大挑战。

SoC(System on Chip)设计技术的发展和成熟，为低功耗、高速数据处理开辟了新的发展空间。它通过将高性能处理核、加速器模块、专用模块和存储器等计算存储器件集成到一块芯片，有效降低了提高了数据传输带宽，能够获得更高的系统性能。软硬件协同设计技术充分考虑SOC中软硬件之间密不可分的关系，使软件设计和硬件设计作为一个有机的整体进行并行设计，充分的发挥软硬件各自的优势，从而使系统获得高效工作能力。

然而，利用软硬件协同方法实现主被动三维成像处理SOC系统设计需要重点突破以下两个问题：一方面，针对已知的硬件资源，如何实现软硬件任务的合理划分，使得系统在时间消耗、硬件资源消耗和功耗等方面都具有良好表现。另一方面，如何实现软硬件之间的高效交互，是提高系统整体性能的关键。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

基于上述问题，本实用新型提供了一种主被动三维成像实时处理系统，以缓解现有技术中主被动三维成像处理系统性能较差、功耗较高等技术问题。

(二)技术方案

本实用新型提供一种主被动三维成像实时处理系统，包括：

PS端，通过外部接口控制器与外设端相连，利用串行处理器实现并行性较低的运算，所述PS端，包括：

系统初始化模块，用于完成系统上电后的初始化配置；

数据预处理模块，用于完成光学影像数据、激光测距数据以及位置姿态数据的精确时间配准，并利用位置姿态数据完成激光点云解算模型中旋转矩阵和平移参数的计算，以及光学影像的外方位元素计算；

激光测距数据误差改正模块，用于对测距值进行激光测距数据误差改正处理；

光学影像数据处理模块，利用光学影像数据及对应的外方位元素、激光点云数据开展数据计算；

PL端，通过AXI总线与所述PS端相连，利用可编程逻辑实现高度并行化的运算；所述PL端，包括：