电视跟踪及红外跟踪单板模块
老刘
1 . 引言
我们项目组近年来在原有的视频跟踪技术基础上，又进行了新的改进开发。在硬件方面，我们按VME板的大小尺寸，使电视跟踪系统小型化、单板化、模块化。在软件方面，我们也做了新的改进，从而使视频跟踪的实用性能有了新的提高。
现在，我们项目组已经开发出了新一代的电视红外视频跟踪的单板化模块产品。下面，我且对这种电视红外视频跟踪单板化产品，作部分介绍。
2 ．硬件组成
在电视跟踪系统中，运用数字信号处理器DSP和FPGA可编程器件，现在已成为一种技术潮流和趋势。选好用好数字信号处理器DSP和FPGA可编程器件，不仅可以有效提高电视跟踪产品的实用性可靠性，而且还可以有效减小体积减轻重量降低功耗等。
我们研制开发出的这种电视红外视频跟踪板中的DSP和FPGA，分别采用的是TI公司的TMS320C6201和ALTIRA公司的EP1K100。TMS320C6201是一种高速DSP，它能高速实现和完成视频跟踪的某些运算和处理。EP1K100是一种大规模可编程器件，它可以将视频跟踪系统中的一些硬件电路，集成在其中。
该电视红外视频跟踪板的大小按VME板的标准制作，其尺寸为：
233mm × 160mm。
这种电视红外视频跟踪板的组成部分如图1所示。图中所示的功能块有：视频嵌位放大、A
/ D 转换、TMS320C6201DSP、FPGA集成的波门字符十字丝生成以及时序控制电路、D
/ A 转换、视频复合输出、接口、高速云台控制等。
图1
电视红外视频跟踪板硬件框图
本视频跟踪板的视频输入有两路，视频入1为电视视频输入，视频入2为红外视频输入。系统可根据指令，切换到其中的一路进行视频跟踪，而另一路的图像数据仍然处于采集状态，以实现某些处理等。
视频信号经嵌位放大，然后进行 A / D
转换，A / D
转换的图象数据，按照一定的顺序存入双端口图像存储器 R A
M 。双端口图像存储器 R A M 的存储容量为128 K×8bit（可存512 ×
256 像素的的数字图像)。
数字信号处理器TMS320C6201执行芯片内程序存储区的程序，对双端口图像存储器
R A M内的数字图象数据进行处理，以实现对目标的搜索捕获跟踪并实现有关的控制管理通讯等。
FPGA当中集成的波门字符十字丝时序控制等电路，能够产生空心波门、字符点阵脉冲、视场中心十字丝等。
D / A
转换的作用是将数字图像数据转换为模拟视频。
视频复合电路的作用是将空心波门、电十字线、字符以及视频信号复合起来并输出，供监视器显示。
接口部分的作用是实现与主机（上位机）的数据通讯传输。该接口有两种接口方式可供主机（上位机）选择，一种是并行接口，一种视串行接口。并行接口采用双端口存储器CY7C131，以实现与主机（上位机）的数据通讯；串行接口采用RS422通讯形式，以实现与主机（上位机）的数据通讯。
操控接口的作用是将操控面板上的按键开关电平送入系统，以实现所需的有关操控。
高速云台控制的作用是，按照某高速云台的控制协议，以RS422串口形式传输数字控制数据包，以实现手动或自动控制高速云台。
3
．主要功能及部分技术指标
3.1 具有电视及红外视频跟踪功能。
3.2 具有搜索捕获及跟踪目标的功能
搜索捕获的方式有两种，一种是手动操控捕获目标，一种是自动搜索捕获目标。
跟踪目标的方式有：形心跟踪和相关跟踪。
3.3
最小可跟踪对比度
最小可跟踪对比度为5％。
3.4
最大跟踪速度
最大跟踪目标速度为
1视场/s。
3.5
跟踪精度(静态)
对目标跟踪时的跟踪精度±1像素。
3.7
跟踪点微调
具有跟踪点的微调功能。
3.8
“画中画”显示功能
具有电视红外视频图像的“画中画”显示功能。
3.9
具有高速云台控制功能
我们配上一种高速云台，即可自成一小系统，以实现针对目标的闭环自动跟踪。
3.10
具有字符生成及显示功能
能够生成并显示视频跟踪系统本身以及上位机（主机）的有关数据及信息。
3.11
体积重量
电视红外视频跟踪模块体积：长×宽×高 = 233mm×160mm×30mm。
电视红外视频跟踪模块的重量不大于0.6kg。
4 ．结语
该电视及红外视频跟踪板，具有实用性较好、体积小、重量轻、可靠性高、功耗低、硬件可编程度较高、软件开发环境好等方面的优点。该视频跟踪板，现已投入到某系统当中使用，并取得了较好的使用效果。
这种电视红外视频跟踪单板化产品，不仅可以应用于视频跟踪的领域,而且还可以在其他某些数字图像处理的产品开发领域得以应用。
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老刘撰文于2003年5月28日
老刘email: liuxianzhii@yahoo.com.cn
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