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一种光学探测装置.pdf

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一种 光学 探测 装置
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摘要
申请专利号:

CN201510555807.6

申请日:

2015.09.01

公开号:

CN106483577A

公开日:

2017.03.08

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法?#19978;?#24773;: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01V 8/10申请日:20150901|||公开
IPC分类号: G01V8/10 主分类号: G01V8/10
申请人: 中国航天科工集团第四研究院指挥?#36828;?#21270;技术研发与应用中心
发明人: 曹扬; 胡荣; 吴京辉; 邵光征; 周武; 张佩
地址: 102308 ?#26412;?#24066;门头沟区石龙经济开发区永安路1号
优?#28909;ǎ?/td>
专利代理机构: ?#26412;?#28070;泽恒知识产权代理有限公司 11319 代理人: ?#24352;?#21326;
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法律状态
申请(专利)号:

CN201510555807.6

授权公告号:

||||||

法律状态公告日:

2019.03.12|||2017.04.05|||2017.03.08

法律状态类型:

授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

本发明实施例提供了一种光学探测装置,包括:无盖壳体、主控板、图像压缩板、目标识别板、对称的弧面子眼支撑结构、多个子眼;其中,所述主控板、所述图像压缩板以及所述目标识别板安装在所述壳体内部,所述支撑结构固定在所述壳体无盖的一面上,且所述支撑结构的弧面顶点远离所述壳体;各子眼分?#21450;?#35013;在所述支撑结构的外表面上的各环线上,各所述子眼均包括光学镜头和光学探测器;所述主控板分别与所述各子眼的光学探测器、所述目标识别板以及所述图像压缩板相连,所述各子眼与所述目标识别板相连,所述目标识别板与所述图像压缩板相连。通过本发明实施例提供的光学探测装置,能够实现对大目标精准、实时探测。

权利要求书

1.一种光学探测装置,其特征在于,包括:无盖壳体、主控板、图像
压缩板、目标识别板、对称的弧面子眼支撑结构、多个子眼;
其中,所述主控板、所述图像压缩板以及所述目标识别板安装在所述壳
体内部,所述支撑结构固定在所述壳体无盖的一面上,且所述支撑结构的弧
面顶点远离所述壳体;
各子眼分?#21450;?#35013;在所述支撑结构的外表面上的各环线上,各所述子眼均
包括光学镜头和光学探测器;
所述主控板分别与所述各子眼的光学探测器、所述目标识别板以及所述
图像压缩板相连,所述各子眼与所述目标识别板相连,所述目标识别板与所
述图像压缩板相连。
2.根据权利要求1所述的光学探测装置,其特征在于,所述分?#21450;?#35013;
在所述支撑结构的外表面上的各环线上的、各子眼的安装位置如下:
所述支撑结构的弧面顶点处安装有第一子眼;
除所述第一子眼外的各子眼均匀环绕安装在所述支撑结构外表面的第
一环线以及第二环线上;
其中,第一环线为距所述弧面顶点第一设定距离的平面、与所述支撑结
构的各交点组成的环线;
第二环线为距所述弧面顶点第二设定距离的平面、与所述支撑结构的各
交点组成的环线。
3.根据权利要求2所述的光学探测装置,其特征在于,所述光学探测
装置包含十九个子眼、以及第一目标识别板和第二目标识别板;
所述第一环线上等间隔的排布六个子眼;所述第二环线上等间隔的排布
十二个子眼;
其中,部分子眼与第一目标识别板相连,除与所述第一目标识别板相连
的子眼外的其他子眼与所述第二目标识别板相连;所述第一目标识别板与所
述第二目标识别板均与所述主控板相连。
4.根据权利要求1所述的光学探测装置,其特征在于,所述分?#21450;?#35013;
在所述支撑结构的外表面上的各环线上的、各子眼的安装位置如下:
所述支撑结构的弧面顶点处安装有第一子眼;
除所述第一子眼外的各子眼均环绕安装在所述支撑结构外表面的第三
环线;
其中,第三环线为距所述弧面顶点第三设定距离的平面、与所述支撑结
构的各交点组成的环线。
5.根据权利要求4所述的光学探测装置,其特征在于,所述光学探测
装置包含七个子眼,且对称的弧面子眼支撑结构为半球面形;
所述第三环线上等间隔的排布六个子眼。
6.根据权利要求1所述的光学探测装置,其特征在于,所述光学探测
装置还包括:与支撑结构弧面相匹配的透光罩;
所述透光罩安装在所述支撑结构的弧面外,以将安装有子眼的弧面罩
住。
7.根据权利要求1所述的光学探测装置,其特征在于,所述主控板包
括:可编程门阵列以及处理器,所述目标识别板包括:可编程门阵列以及处
理器;
其中,所述主控板?#30446;?#32534;程门阵列用于控制与所述主控板相连的各子眼
同步拍摄;
所述目标识别板?#30446;?#32534;程门阵列用于将所述各子眼同步拍摄到的图像
进行目标预检测,对预检测到的图像进行特征点检测,并将检测结果发送至
所述目标识别板的处理器;
所述目标识别板的处理器依据所述检测结果进行目标识别,以识别出包
含目标的图像,并将识别结果发送?#20102;?#36848;主控板的处理器;
所述主控板的处理器对所述识别结果进行处理,并将处理结果发送?#20102;?br />述图像压缩板。
8.根据权利要求7所述的光学探测装置,其特征在于,所述主控板的
处理器具体用于:
判断所述识别结果中的图像中是否存在包含完整目标的图像,若是,则
将所述包含完整目标的图像中的目标进行图像截取,并将截取的图像发送至
所述图像压缩板;若否,则按照设定规则对图像中的目标进行图像截取,并
将所截取的图像发送?#20102;?#36848;图像压缩板进行图像压缩。
9.根据权利要求8所述的光学探测装置,其特征在于,所述主控板的
处理器按照设定规则对图像进行截图时:
判断所述识别结果中是否仅包含一副图像;
若仅包含一副图像,则将仅有的所述图像中的目标进行图像截取;
若至少包含两幅图像,则判断所述识别结果中包含的图像是否可拼接;
若可拼接,则将可拼接的图像进行拼接得到拼接后的图像,并对所述拼
接后的图像中的目标进行图像截取;
若不可拼接,则分别对所述识别结果中的各幅图像中的目标进行图像截
取。

说明书

一种光学探测装置

技术领域

本发明涉及光学侦察探测技术领域,特别是涉及一种光学探测装置。

背景技术

在军、民等众多应用领域,都对大视场、高分辨率光学探测系统有着强
烈的需求。然而传统?#30446;?#35265;光侦察探测装置受技术水平的限制以及物理原理
的约束,高的角分辨率和大的视场角不能兼顾,因此,无法可靠实?#21482;?#36733;或
艇载大范围目标探测识别的需求。

?#22771;?#20027;要采用以下2种方式来实?#21482;?#36733;或艇载大范围目标侦察探测:

第一种:采用特殊设计的大视场角光学镜头实现大范围探测。

现有的这种一味的凭借增大光学镜头的视场角的探测装置,虽然能满足
对大视场角的需要,但是,大视场角光学镜头往往光学畸变大,并且由于现
有光学探测器像素数有限,因此,成像质量以及角分辨?#24335;系停?#25506;测结果准
确性低,不利于机载或艇载目标侦察探测应用。

第二种:采用普通视场角光学镜头、配合以伺服云台,通过机械扫描方
式实现大范围探测。

现有的这种采用机械扫描方式实现凝视成像的技术方案,虽然能够实现
大视场角、角分辨?#23454;?#38656;求,但是在应用中会存在由于侦察探测装置与目标
存在相对运动遗漏重要目标的情况,探测装置可靠性低。

发明内容

本发明提供了一种光学探测装置,以解决?#22771;?#25506;测装置中存在上述问
题。

为了解决上述问题,本发明公开了一种光学探测装置,包括:无盖壳体、
主控板、图像压缩板、目标识别板、对称的弧面子眼支撑结构、多个子眼;
其中,所述主控板、所述图像压缩板以及所述目标识别板安装在所述壳体内
部,所述支撑结构固定在所述壳体无盖的一面上,且所述支撑结构的弧面顶
点远离所述壳体;各子眼分?#21450;?#35013;在所述支撑结构的外表面上的各环线上,
各所述子眼均包括光学镜头和光学探测器;所述主控板分别与所述各子眼的
光学探测器、所述目标识别板以及所述图像压缩板相连,所述各子眼与所述
目标识别板相连,所述目标识别板与所述图像压缩板相连。

优选地,所述分?#21450;?#35013;在所述支撑结构的外表面上的各环线上的、各子
眼的安装位置如下:所述支撑结构的弧面顶点处安装有第一子眼;除所述第
一子眼外的各子眼均匀环绕安装在所述支撑结构外表面的第一环线以及第
二环线上;其中,第一环线为距所述弧面顶点第一设定距离的平面、与所述
支撑结构的各交点组成的环线;第二环线为距所述弧面顶点第二设定距离的
平面、与所述支撑结构的各交点组成的环线。

优选地,所述光学探测装置包含十九个子眼、以及第一目标识别板和第
二目标识别板;所述第一环线上等间隔的排布六个子眼;所述第二环线上等
间隔的排布十二个子眼;其中,部分子眼与第一目标识别板相连,除与所述
第一目标识别板相连的子眼外的其他子眼与所述第二目标识别板相连;所述
第一目标识别板与所述第二目标识别板均与所述主控板相连。

优选地,所述分?#21450;?#35013;在所述支撑结构的外表面上的各环线上的、各子
眼的安装位置如下:所述支撑结构的弧面顶点处安装有第一子眼;除所述第
一子眼外的各子眼均环绕安装在所述支撑结构外表面的第三环线;其中,第
三环线为距所述弧面顶点第三设定距离的平面、与所述支撑结构的各交点组
成的环线。

优选地,所述光学探测装置包含七个子眼,且对称的弧面子眼支撑结构
为半球面形;所述第三环线上等间隔的排布六个子眼。

优选地,所述光学探测装置还包括:与支撑结构弧面相匹配的透光罩;
所述透光罩安装在所述支撑结构的弧面外,以将安装有子眼的弧面罩住。

优选地,所述主控板包括:可编程门阵列以及处理器,所述目标识别板
包括:可编程门阵列以及处理器;其中,所述主控板?#30446;?#32534;程门阵列用于控
制与所述主控板相连的各子眼同步拍摄;所述目标识别板?#30446;?#32534;程门阵列用
于将所述各子眼同步拍摄到的图像进行目标预检测,对预检测到的图像进行
特征点检测,并将检测结果发送?#20102;?#36848;目标识别板的处理器;所述目标识别
板的处理器依据所述检测结果进行目标识别,以识别出包含目标的图像,并
将识别结果发送?#20102;?#36848;主控板的处理器;所述主控板的处理器对所述识别结
果进行处理,并将处理结果发送?#20102;?#36848;图像压缩板。

优选地,所述主控板的处理器具体用于?#21495;?#26029;所述识别结果中的图像中
是否存在包含完整目标的图像,若是,则将所述包含完整目标的图像中的目
标进行图像截取,并将截取的图像发送?#20102;?#36848;图像压缩板;若否,则按照设
定规则对图像中的目标进行图像截取,并将所截取的图像发送?#20102;?#36848;图像压
缩板进行图像压缩。

优选地,所述主控板的处理器按照设定规则对图像进行截图时?#21495;?#26029;所
述识别结果中是否仅包含一副图像;若仅包含一副图像,则将仅有的所述图
像中的目标进行图像截取;若至少包含两幅图像,则判断所述识别结果中包
含的图像是否可拼接;若可拼接,则将可拼接的图像进行拼接得到拼接后的
图像,并对所述拼接后的图像中的目标进行图像截取;若不可拼接,则分别
对所述识别结果中的各幅图像中的目标进行图像截取。

与现有技术相比,本发明实施例具有以下优点:

本发明实施例中提供的光学探测装置,引入了多个子眼,并将子眼分布
安装在一个弧面的子眼支撑结构上,这样的排布将使得光学探测装置无盲
区。也就是说,本发明实施例提供的光学探测装置通过设置子眼阵列,无需
借助平台进行转动即可实现无盲区拍摄。由于无需借助平台进行转动,因此,
能够有效避免现有技术中因需要借助平台转动而存在的相对运动遗漏重要
目标的问题。此外,针对于各子眼拍摄到的目标图像,通过由主控板、图像
压缩板以及目标识别板构成的数据处理架构来进行分析,最终可实现大目标
的实时探测。本发明实施例中的光学探测结构是借助多个子眼的排列结构来
实现大视场,而并非如背景技术中所述单纯的?#35272;?#22686;大光学镜头的视场角来
实现大视场,因此,能够保证子眼的角分辨?#21097;?#36827;一步保证光学探测装置的
像素数值,提升探测结果的准确性。

附图说明

图1是根据本发明实施例一的一种光学探测装置的外部结构示意图;

图2是实施例一中所示的光学探测装置的内部核心结构的示意图;

图3是实施例一中所示的光学探测装置的系统框图;

图4是根据本发明实施例二的一种光学探测装置的外部结构示意图;

图5是实施例二中所示的光学探测装置的内部核心结构的示意图;

图6是实施例二中所示的光学探测装置的系统框图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图
和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

参照图1,示出了根据本发明实施例一的一种光学探测装置的外部结构
示意图。

本发明中的光学探测装置包括:无盖壳体、主控板、图像压缩板、目标
识别板、对称的弧面子眼支撑结构、多个子眼。主控板、图像压缩板以及目
标识别板安装在壳体内部,支撑结构固定在壳体无盖的一面上,且支撑结构
的弧面顶点远离壳体;各子眼分?#21450;?#35013;在支撑结构的外表面上的各环线上,
各子眼均包括光学镜头和光学探测器;主控板分别与各子眼的光学探测器、
目标识别板以及图像压缩板相连,各子眼与目标识别板相连,目标识别板与
图像压缩板相连。

其中,光学探测装置中所包含的子眼的具体个数可以由本领域技术人员
根据实际需求进行设置,例如设置如下个数的子眼:15个、19个、24个等
等。子眼在支撑结构的外表面上的具体排布?#37096;?#20197;由本领域技术人?#22791;?#25454;实
际需求进行设置,例如:可以将子眼分布成3层即分?#21450;?#35013;在支撑结构的外
表面的三个环线上,还可以将子眼分布成2层、4层等。

对于目标识别板的个数,在具体实现过程中可以根据子眼的个数进行设
置,例如:设置1个,或2个,当然,若目标识别板的处理能力足够强,仅
设置一个目标识别板即可,而无需再设置多个目标识别板。光学探测装置包
括的壳体的具体形状?#37096;?#20197;由本领域技术人?#22791;?#25454;实际需求进行设置,例
如:设置?#31245;?#26609;形、正方体、长方体等形状。

优选地,光学探测装置中还可以设置与支撑结构弧面相匹配的透光罩,
透光罩安装在支撑结构的弧面外,以将安装有子眼的弧面罩住,对各子眼进
行保护。需要说明的是,在具体实现过程中,?#37096;?#20197;不设置透光罩。

本发明实施例中以一种具体的光学探测装置为例对本发明的光学探测
装置进行说明。

如图1所示,本发明实施例的光学探测装置,包括:无盖壳体(由柱面
铝合金外壳102、圆形底面外壳104组合而成)、对称的弧面子眼支撑结构
106(本具体实施例中该支撑结构为半球面形)、分?#21450;?#35013;在支撑结构的外表
面上的各环线上的子眼108以及与子眼支撑结构106弧面形状相配的半球形
透光罩110。从图1中可知,支撑结构106固定在壳体无盖的一面上,且支
撑结构106的弧面顶点远离壳体,透光罩安装在支撑结构的弧面外,并将安
装有子眼的弧面罩住。本实施例中,每个子眼均包括光学镜头和光学探测器。
优选地,各子眼的光学镜头水平视场、垂直视场不小于26°。

图2示出了光学探测装置壳体内部的核心部分的结构示意图。从图2中
可知,光学探测装置壳体内部安装有:一个主控板201、一个图像压缩板202
以及一个目标识别板203。

从图2中还可以知,该光学探测装置包含七个子眼,各子眼在支撑结构
的表面以阵列的方式排布。具体地:在支撑结构的弧面顶点处安装有第一子
眼;除第一子眼外的各子眼均环绕安装在支撑结构外表面的第三环线上,其
中,第三环线为距弧面顶点第三设定距离的平面、与支撑结构的各交点组成
的环线。优选地,环绕安装在支撑结构外表面的第三环线上的六个子眼等间
隔的排布。

例如:子眼支撑结构为半球面Θ,半球面Θ的顶点为J0,对应球半径为
r、球心为O,在J0处排布1个子眼,将其定义为子眼1即第一子眼;在线
段OJ0上取一点Q1,满足(其中,第三设定距离为)
过Q1点做垂直于OJ0的平面P,与半球面Θ相交于圆S1即第三环线,在圆S1上
均匀排布6个子眼,将其定义为第1层的子眼,将第1层的6个子眼命名为
子眼2、子眼3、子眼4、子眼5、子眼6、子眼7。且所有子眼的光学探测
器长边方向在平面P上的投影后一致。

附图3示出了本发明实施例的光学探测装置的系统框图。如附图3所示,
光学探测装置的主控板分别与各子眼的光学探测器、目标识别板以及图像压
缩板通过光缆相连,各子眼与目标识别板通过光缆相连,目标识别板与图像
压缩板通过光缆相连。

其中,主控板由1块FPGA可编程门阵列和1块处理器组成(在图3中
未明确划分出),处理器可以为GPU(Graphics Processing Unit,图?#26410;?#29702;器)
或DSP(Digital Signal Processor,数?#20013;?#21495;处理器)。目标识别板包括:两
个FPGA即可编程门阵列(分别为FPGA1、FPGA2)以及处理器,其中,
目标识别板包括的处理器可以为GPU/DSP。

子眼阵列与目标识别板的具体连接关系如下:子眼阵列中子眼1、子眼
2、子眼3、子眼4与目标识别板中FPGA1线缆相连,子眼阵列中子眼5、
子眼6、子眼7与目标识别板中FPGA2线缆相连,FPGA1、FPGA2与目标
识别板中GPU(或DSP)线缆相连;目标识别板与图像压缩板线缆相连。需要
说明的是,图像压缩板可以采用专用JPEG2000图像压缩板。

上述介绍完本发明实施例的光学探测装置包含的部件、以及各部件之间
的连接关系后,下面介绍对光学探测装置的工作原理进行说明:

主控板的FPGA用于控制与主控板相连的各子眼同步拍摄;目标识别板
的FPGA用于将各子眼同步拍摄到的图像进行目标预检测,对预检测到的图
像进行特征点检测,并将检测结果发送至目标识别板的处理器;目标识别板
的处理器依据检测结果进行目标识别,以识别出包含目标的图像,并将识别
结果发送至主控板的处理器;主控板的处理器对识别结果进行处理,并将处
理结果发送至图像压缩板。

优选地,主控板的处理器具体用于?#21495;?#26029;识别结果中的图像中是否存在
包含完整目标的图像,若是,则将包含完整目标的图像中的目标进行图像截
取,并将截取的图像发送至图像压缩板;若否,则按照设定规则对图像中的
目标进行图像截取,并将所截取的图像发送至图像压缩板进行图像压缩。

其中,设定规则可以设定为?#21495;?#26029;识别结果中是否仅包含一副图像;若
仅包含一副图像,则将仅有的图像中的目标进行图像截取;若至少包含两幅
图像,则判断所述识别结果中包含的图像是否可拼接;若可拼接,则将可拼
接的图像进行拼接得到拼接后的图像,并对拼接后的图像中的目标进行图像
截取;若不可拼接,则分别对识别结果中的各幅图像中的目标进行图像截取。

也就是说,本发明实施例的光学探测装置工作时,由主控板控制7路子
眼的同步拍摄,图像由数据处理板获取,由FPGA1、FPGA2对获取到对应
子眼的图像进行目标预检测,对可能存在目标的图像进行特征点检测,将特
征点检测结果发送至目标识别板的GPU(或DSP)进行目标识别,并将目标识
别结果发?#36879;?#20027;控板。若主控板发现完整目标,则将目标图像进行截取并发
送至图像压缩板,由图像压缩板进行图像压缩。

若主控板没有发现完整目标,主控板判断发?#22336;?#23436;整目标的图像是否仅
有1幅,若仅有1幅则将目标图像进行截取,并发送至图像压缩板进行压缩;
主控板判断发?#22336;?#23436;整目标的图像有2幅或以上,且能够进一步拼接,则由
主控板进行图像拼接,将拼接结果的目标图像进行截取发送至图像压缩板进
行图像压缩;主控板判断发?#22336;?#23436;整目标的图像是有2幅或以上,且不能进
一步拼接,则将目标图像进行截取,并发送至图像压缩板进行图像压缩。

本发明实施例中提供的光学探测装置,引入了多个子眼,并将子眼分布
安装在一个弧形的子眼支撑结构上组成子眼阵列,这样的排布将使得光学探
测装置无盲区。也就是说,本发明实施例提供的光学探测装置通过设置子眼
阵列,无需借助平台进行转动即可实现无盲区拍摄。由于无需借助平台进行
转动,因此,能够有效避免现有技术中因需要借助云台转动而存在的相对运
动遗漏重要目标的问题。此外,针对于各子眼拍摄到的目标图像,通过由主
控板、图像压缩板以及目标识别板构成的数据处理架构来进行分析,最终可
实现大目标的实时探测。本发明实施例中的光学探测结构是借助多个子眼的
排列结构来实现大视场,而并非如背景技术中所述的单纯?#35272;?#22686;大光学镜头
的视场角来实现大视场,因此,能够保证子眼的角分辨?#21097;?#36827;一步保证光学
探测装置的像素数值,提升探测结果的准确性。

实施例二

参照图4,示出了根据本发明实施例二的一种光学探测装置的外部结构
示意图。

本发明实施例中,以包含十九个子眼、两个目标识别板的光学探测装置
为例,对本发明实施例的光学探测装置进行说明。

如图4所示,本发明实施例的光学探测装置,包括:无盖壳体(由柱面
铝合金外壳302、圆形底面外壳304组合而成)、对称的弧面子眼支撑结构
306(本具体实施例中该支撑结构为半球面形)、分?#21450;?#35013;在支撑结构的外表
面上的各环线上的子眼308以及与子眼支撑结构306弧面形状相配的半球形
透光罩310。支撑结构306固定在壳体无盖的一面上,且支撑结构306的弧
面顶点远离壳体,透光罩安装在支撑结构的弧面外,并将安装有子眼的弧面
罩住。本实施例中,每个子眼均包括光学镜头和光学探测器。优选地,各子
眼的光学镜头水平视场、垂直视场不小于26°。

图5示出了光学探测装置壳体内部的核心部分的结构示意图。从图5中
可知,光学探测装置壳体内部安装有:一个主控板401、一个图像压缩板402
以及两个目标识别板分别为403和404。支撑结构405表面安装的个子眼组
成子眼阵列,该阵列中,支撑结构405的弧面顶点处安装有第一子眼;除第
一子眼外的各子眼均匀环绕安装在支撑结构外表面的第一环线以及第二环
线上;其中,第一环线为距弧面顶点第一设定距离的平面、与支撑结构的各
交点组成的环线;第二环线为距弧面顶点第二设定距离的平面、与支撑结构
的各交点组成的环线。优选地,环绕安装在支撑结构外表面的第一环线上、
以及第二环线上的各子眼等间隔的排布。

例如:本实施例中的子眼支撑结构为半球面形状,且半球面为Θ,半球
面Θ的顶点为J0,对应球半径为r、球心为O。那么在排布子眼时,在J0处
排布1个子眼,将其定义子眼1即第一子眼;在线段OJ0上取一点Q1,满足
(即第一设定距离为),过Q1点做垂直于OJ0的平面,
与半球面Θ相交于圆S1即第一环线,在圆S1上均匀排布6个子眼,将其定义
为第1层的子眼,根据6个子眼在圆S1上的相邻关系,按照顺时针或逆时针
顺序,将第1层的子眼命名为子眼2、子眼3、子眼4、子眼5、子眼6、子
眼7,在线段OJ0上取一点Q2,满足(即第二设定距离为
),过Q2点做垂直于OJ0的平面P,与半球面Θ相交于圆S2即第二
环线,在圆S2上均匀排布12个子眼,将其定义为第2层子眼,根据12个子
眼在圆S2上的相邻关系,按照顺时针或逆时针顺序,将第2层的子眼命名为
子眼8、子眼9、子眼10、子眼11、子眼12、子眼13、子眼14、子眼15、
子眼16、子眼17、子眼18、子眼19,满足子眼1、子眼2、子眼5、子眼8、
子眼14在同个平面上,且满足所有子眼的光学探测装置长边方向在平面P上
的投影后一致。

需要说明的是,本发明实施例中仅是列举了一种具体的子眼阵列排布方
式。在具体实现过程中,并不局限于设置19个子眼,还可以设置20个、18
个、10个等。并且,即便是设置19个子眼,也不局限于将子眼分布在弧面
顶点以及两个弧线上,还可以将子眼分布在弧面顶点以及三个弧线上,或者
更多的弧线上,当然,?#37096;?#20197;不在弧面顶点处安装子眼。

附图6示出了本发明实施例的光学探测装置的系统框图。如附图6所示,
光学探测装置包括一块主控板,两块目标识别板以及一块图像压缩板。其中,
主控板由一块FPGA和一块GPU(或DSP)组成。

目标识别板1包括两块FPGA,分别为FPGA1、FPGA2,目标识别板2
也包括两块FPGA和一块GPU(或DSP)组成,将目标识别板2的两块FPGA
分别为FPGA3、FPGA4。需要说明的是,本发明实施例的图像压缩板可以
采用专用JPEG2000图像压缩板。

从附图6中可知,主控板分别与19路子眼光学探测器、两块目标识别
板、一块图像压缩板线缆相连;子眼阵列中子眼1、子眼2、子眼3、子眼4、
子眼5与目标识别板1中FPGA1线缆相连,子眼阵列中子眼6、子眼7、子
眼8、子眼9、子眼10与目标识别板1中FPGA2线缆相连,子眼阵列中子
眼11、子眼12、子眼13、子眼14、子眼15与目标识别板2中FPGA3线缆
相连,子眼阵列中子眼16、子眼17、子眼18、子眼19与目标识别板2中
FPGA4线缆相连,FPGA1、FPGA2、FPGA3、FPGA4与目标识别板2中GPU(或
DSP)线缆相连;目标识别板1、目标识别板2分别与图像压缩板线缆相连。
当然,在具体实现过程中,FPGA1、FPGA2、FPGA3、FPGA4还可以设置
成与目标识别板1中GPU(或DSP)线缆相连,而无需与目标识别板2中
GPU(或DSP)线缆相连。

本发明实施例的光学探测装置工作时,由主控板控制19路子眼的同步
拍摄,图像由数据处理板获取,由FPGA1、FPGA2、FPGA2、FPGA3对获
取到对应子眼的图像进行目标预检测,对可能存在目标的图像进行特征点检
测,将特征点检测结果发送至目标识别板2的GPU(或DSP)进行目标识别,
并将目标识别结果发?#36879;?#20027;控板。若主控板发现完整目标,则将目标图像进
行截取并发送至图像压缩板,由图像压缩板进行图像压缩。

若主控板发?#32622;?#26377;发现完整目标,主控板判断发?#22336;?#23436;整目标的图像是
否仅有1幅,若仅有1幅则将目标图像进行截取,并发送至图像压缩板进行
压缩;主控板判断发?#22336;?#23436;整目标的图像有2幅或以上,且能够进一步拼接,
则由主控板进行图像拼接,将拼接结果的目标图像进行截取发送至图像压缩
板进行图像压缩;主控板判断发?#22336;?#23436;整目标的图像是有2幅或以上,且不
能进一步拼接,则将目标图像进行截取,并发送至图像压缩板进行图像压缩。

本发明实施例提供的光学探测装置解决传统光学探测装置受技术水平
及物理原理的限制,角分辨率和视场角相互制约,?#25506;?#36317;大视场光学镜头往
往畸变明显,并?#20197;?#25506;测器物理分辨率一定的条件下,相机角分辨率随视场
角增大而减小,远距离目标探测与识别能力下降。本发明实施例的光学探测
装置基于仿生复眼原理,首先采用独立光学系统和探测器构成子眼,然后通
过子眼布局及系统结构设计,将多个子眼合理布置于半球面壳,多子眼同时
工作实现目标区域大范围图像获取;并且针对装置特点、结合应用需求,设
计数据处理流程及?#24067;?#26550;构,利用高性能计算技术,通过由FPGA、GPU(或
DSP)、专用图像压缩芯片实现大视场光学侦察探测装置的控制、图像采集、
目标识别、图像压缩功能,进而解决了机载或艇载大范围目标探测识别的问
题。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,每个实施例重点说明
的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似的部分互相参见
即可。以上对本发明所提供的一种光学探测装置进行了详?#38468;?#32461;,本文中应
用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只
是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术
人?#20445;?#20381;据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,
综上所述,本说明书内容?#25381;?#29702;解为对本发明的限制。

关于本文
本文标题:一种光学探测装置.pdf
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