流水线并行处理提高星敏感器数据更新率

数据更新率是星敏感器的一项重要指标，也是未来星敏感器研究的一个重要方向。本文提出了一种提高星敏感器数据更新率的方法。介绍了星敏感器数据更新时间的组成；着重分析了流水线并行处理机制提高星敏感器数据更新率的方法；描述了串行工作机制、二级流水线机制、三级流水线机制和更高深度流水线机制在星敏感器中的实现，并给出了其工作流程和数据更新率的计算公式以及软硬件的具体实现方法。将本文的方法在星敏感器工程样机上进行了试验和验证，结果显示，采用流水线机制可将数据更新率提高2～3倍，表明采用本方法可将国产星敏感器数据更新率提高至8～10Hz。

一种适用于星敏感器的星点提取方法

介绍了一种用于星敏感器数字图像处理系统的星点提取方法:首先简要介绍了基于DSP TMS320F206和CPLD 1048C的电路设计,然后主要介绍了DSP对数字图像进行阈值分割、连通性分析和内插细分定位处理并最终得到星点的坐标信息。同时,还提出了一种改进的连通性分析算法。最后,在完成星敏感器样机的设计后进行了试验,试验结果表明,改进后的连通性分析算法能够提高图像处理的效率,同时也表明本文采用的星点提取方法具有较高的精度。

星敏感器图像处理系统的并行流水线操作研究

随着天文导航和航天测控领域的要求不断提高,对星敏感器的动态性能提出了越来越高的要求。本文详细分析了星敏感器CCD处理模块输出信号的时序关系,在此基础上提出了CCD和DSP并行流水线的处理机制以提高星图处理的效率,并利用CPLD和DSP的HOLD方式实现了CCD和DSP的并行流水线操作。通过星光模拟器的静态测试表明:利用该处理机制能实现每秒10帧的处理速度。只要合理地安排好行场有效期和消隐期的时间,会进一步提高姿态捕获的速度。

低存储资源开销的多路快速星点质心提取方法

数据更新率是星敏感器的一项重要指标。随着大面阵图像探测器的应用,传统单路质心方法的处理速度已成为更新率的主要瓶颈。为此,提出一种多路快速星点质心提取方法。首先,采用基于目标行方向有效长度的边界目标信息融合技术,能够实现各种形状边界目标信息的正确融合。其次,采用动态双指针循环映射机制,能够对无效信息占用存储资源进行循环利用,大大提高了存储资源的利用效率。最后,对本文方法进行实验测试,并在相同现场可编程门阵列(FPGA)芯片上,与传统单路质心方法的性能进行对比分析。实验结果表明,本文方法处理速度约为传统单路质心方法的3. 6倍,但使用的存储资源仅约为后者直接扩展的多路方法的40%,从而验证了本文方法的可行性与有效性。

基于并行运算体系结构的星敏感器图像处理算法

采用FPGA构建星敏感器图像处理并行计算体系结构。星敏感器图像处理算法由高通滤波、星点提取和星点排序3个模块组成。高通滤波模块基于图像局部加窗计算阈值的方法,星点提取模块采用逐行扫描的计算方法,星点排序模块采用基数排序的计算方法。星敏感器图像处理算法基于四级流水并行计算体系结构,显著提高了星敏感器图像处理的效率和算法的可靠性。