專利名稱：：具有實(shí)時計算光斑脫靶量功能的智能ccd相機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于光電成像跟蹤領(lǐng)域，涉及具有實(shí)時計算光斑脫靶量功能的智能CCD相機(jī)。
背景技術(shù)：
：在空間激光通信系統(tǒng)中，通信雙方的信標(biāo)激光需要首先將對方方位捕獲，然后精確對準(zhǔn)對方光端機(jī)，再使用通信激光進(jìn)行通信，并且在通信的過程中始終保持信標(biāo)光向?qū)Ψ降木_對準(zhǔn)。這個過程即稱為捕獲(Acquisition),對準(zhǔn)(Pointing)、跟蹤(Tracking),簡稱APT。參考文獻(xiàn)《自由空間光通信ATP系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究》，作者邵兵等，刊物《壓電與聲光》。圖1是APT裝置結(jié)構(gòu)示意圖。由粗跟蹤相機(jī)單元11、精跟蹤相機(jī)單元12、圖像處理設(shè)備單元13，兩軸伺服轉(zhuǎn)臺單元14構(gòu)成。單元11和單元12將圖像輸出給圖像處理設(shè)備單元13。圖像處理設(shè)備單元13實(shí)際上是計算光斑質(zhì)心的裝置，其為工控計算機(jī)(PC機(jī))、嵌入式微小計算機(jī)(PC104機(jī))、ARM嵌入式圖像處理系統(tǒng)或DSP嵌入式圖像處理系統(tǒng)、基于現(xiàn)場可編程邏輯陣列的實(shí)時計算光斑質(zhì)心的檢測裝置(具體參見申請公開說明書《現(xiàn)場可編程邏輯陣列的實(shí)時計算光斑質(zhì)心檢測裝置》，申請?zhí)?00710055831.9及200720094004.6)。對信標(biāo)光激光的捕獲使用面陣CCD相機(jī)進(jìn)行，捕獲過程也需要經(jīng)過粗精兩級來進(jìn)行，每級都有自己的指向精度和伺服帶寬。對信標(biāo)光的成像使用粗跟蹤相機(jī)單元11和精跟蹤相機(jī)單元12分別成像，并將光斑圖像實(shí)時輸出。單元11和單元12是性能參數(shù)不同的面陣CCD相機(jī)單元ll的成像像元數(shù)多，比如640x480個像元，而幀頻相對較低，比如70Hz;單元12通過開窗口驅(qū)動的方法使輸出像元數(shù)減少，比如80x80個像元，但幀頻相對較高，比如2000Hz。APT過程如下首先進(jìn)行粗跟蹤過程由單元11將圖像輸出給單元13，由單元13實(shí)時解算成像光斑的質(zhì)心坐標(biāo)，通過判斷光斑質(zhì)心是否到達(dá)成像耙面中心范圍來決定是否啟動單元12。當(dāng)單元14將光斑成像于單元ll的耙面中央?yún)^(qū)域后，精跟蹤過程啟動單元12開始工作，以開窗口方式(開窗口驅(qū)動方式，參見《提高CCD圖象采集系統(tǒng)幀速率的方法》，中國專利申請?zhí)?00510029381.7)輸出較低分辨率及較高幀頻的光斑圖像，實(shí)時傳輸給單元13，單元13以較高帶寬實(shí)時輸出脫靶量給單元14，從而完成光斑成像位置的更精準(zhǔn)糾正。原技術(shù)存在的問題單元11和單元12是兩個性能參數(shù)不同的各自獨(dú)立的設(shè)備，分別在粗跟蹤和精跟蹤過程完成信標(biāo)光成像任務(wù)，單元13也是由多個器件組成的設(shè)備，對單元11和單元12傳輸來的圖像進(jìn)行處理和計算光斑質(zhì)心等功能。單元ll、單元12和單元13共同工作存在著設(shè)備數(shù)量較多，體積大，數(shù)據(jù)接口復(fù)雜等問題。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明提供了具有實(shí)時計算光斑脫靶量功能的智能CCD相機(jī)。該相機(jī)能夠替代原技術(shù)的單元ll、單元12和單元13的功能，即完成粗跟蹤過程、精跟蹤過程和計算光斑質(zhì)心功能，從而減少了設(shè)備數(shù)量，減小了設(shè)備體積，簡化了數(shù)據(jù)接口，提高了系統(tǒng)的可靠性。如圖2所示，本發(fā)明的具有實(shí)時計算光斑脫靶量功能的智能CCD相機(jī)的構(gòu)成有面陣CCD單元21、電流電壓驅(qū)動電路單元22、現(xiàn)場可編程邏輯陣列單元23、視頻信號處理器單元24、RS232電平轉(zhuǎn)換器單元25、RS485電平轉(zhuǎn)換器單元26和CameraLink電平轉(zhuǎn)換器單元27;其中，單元23與單元22、單元24、單元25、單元26和單元27分別連接；單元21,電流電壓驅(qū)動電路單元22、視頻信號處理器單元24分別連接；所述的1)面陣CCD單元21是光電成像器件，完成對信標(biāo)光的成像功能，采用支持開窗口驅(qū)動方式的面陣CCD。因?yàn)榫櫮Ｊ较滦枰獌H對CCD靶面中央的"感興趣區(qū)域"讀出，即開窗口驅(qū)動輸出，優(yōu)選開窗口區(qū)域大小為80x80個像元大小，從而最終得到較高的圖像幀頻和輸出較少的有效像元；而粗跟蹤方式下則將CCD靶面的所有像元全部輸出，或者開較大窗口讀出，從而得到較低的圖像幀頻和輸出較多的有效像元。2)電流電壓驅(qū)動電路單元22為一套模擬電路，該電路能夠?qū)F(xiàn)場可編程邏輯陣列單元23輸出的LVTTL電平加大驅(qū)動電流和升壓，再送給面陣CCD單元21;該電路中供電電源Vs為12V，Vcc為5V，Vsus為10V，VADB為22V，VoDB為22V。3)現(xiàn)場可編程邏輯陣列單元23為現(xiàn)成的商品，使用硬件描述語言VHDL、Verylog或AHDL編制軟件，該硬件描述語言是需要在電腦中編制，將編好的代碼編譯后下載至單元23中，將在單元23中形成相應(yīng)的模塊，分別為如圖3所示，時鐘管理模塊301、圖像接口模塊302、自適應(yīng)閥值模塊303、3"窗口模塊304、行列計數(shù)器模塊305、光斑判斷模塊306、質(zhì)心計算模塊307、脫靶量輸出模塊308、視頻信號處理器的控制時序模塊309、面陣CCD的驅(qū)動時序模塊310和相機(jī)控制信號解算模塊311;所述的時鐘管理模塊301與圖像接口模塊302、TLV990的控制時序模塊309、面陣CCD的驅(qū)動時序模塊310、相機(jī)控制信號解算模塊311連接，圖像接口模塊302與時鐘管理模塊301、自適應(yīng)閥值模塊303、3x3窗口模塊304、行列計數(shù)器模塊305、視頻信號處理器的控制時序模塊309連接，行列計數(shù)器模塊305和質(zhì)心計算模塊307連接，光斑判斷模塊306與自適應(yīng)閥值模塊303、3x3窗口模塊304、質(zhì)心計算模塊307連接，質(zhì)心計算模塊307與脫靶量輸出模塊308連接，相機(jī)控制信號解算模塊311與光斑判斷模塊306、視頻信號處理器的控制時序模塊309和面陣CCD的驅(qū)動時序模塊310連接。下面對每一個模塊能夠完成的功能加以說明(1)時鐘管理模塊301:負(fù)責(zé)對時鐘進(jìn)行處理，并把倍頻及分頻后的信號傳送給其它模塊作基準(zhǔn)驅(qū)動時鐘。(2)圖像接口模塊302:能夠?qū)卧?4傳送來的圖像并行數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并從中提取處場有效、行有效、像素有效等信號，將圖像數(shù)據(jù)分別送給后續(xù)處理模塊。(3)自適應(yīng)閥值模塊303:能夠?qū)⑸弦粓鰣D像的像素灰度進(jìn)行平均值計算，從而獲得本場圖像像素的比較灰度值。(4)3X3窗口模塊304:對圖像像素進(jìn)行中值濾波處理，這樣能夠?qū)D像中的噪聲像素去掉，從而獲得更易識別的圖像信息。(5)行列計數(shù)器模塊305:為質(zhì)心計算模塊提供某一個像素的位置信息，即對像素的所在行數(shù)和列數(shù)進(jìn)行計數(shù)，并提供給質(zhì)心計算模塊。(6)光斑判斷模塊306:從自適應(yīng)閥值模塊獲得比較用灰度值后將該值與本場圖像的所有像素進(jìn)行比較，從而確定該場圖像哪些像素是包含光斑信息的像素。(7)質(zhì)心計算模塊307:使用包含光斑信息的像素數(shù)據(jù)計算，并根據(jù)下式計算光斑質(zhì)心<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>其中，r是像素比較的閾值，G,是光斑所占像元的灰度級值，^和y分別為光斑質(zhì)心的行列值，也就是位置坐標(biāo)。(8)脫靶量輸出模塊308:由質(zhì)心計算模塊傳送來的數(shù)據(jù)與圖像中心坐標(biāo)進(jìn)行比較，從而得出質(zhì)心距離中心的距離即脫靶量數(shù)據(jù)，將此脫靶量數(shù)據(jù)通過UART串行方式傳送給單元26。(9)視頻信號處理器的控制時序模塊309:負(fù)責(zé)產(chǎn)生單元24的控制時序信號，以及給單元24的參數(shù)設(shè)置數(shù)據(jù)。(10)面陣CCD的驅(qū)動時序模塊310:負(fù)責(zé)產(chǎn)生單元21的驅(qū)動時序，并且在粗跟蹤和精跟蹤模式下產(chǎn)生不同的驅(qū)動方式粗跟蹤模式下產(chǎn)生全掃描的驅(qū)動方式，即將單元21的所有有效電荷全部驅(qū)動輸出給單元24，該模式下圖像幀頻較低，可以為70Hz，而圖像像素分辨率較高，可以為比如640X480;精跟蹤模式下使用開窗口驅(qū)動方式，該模式下圖像幀頻較高，可以為2000Hz，而圖像像素分辨率較低，可以為80X80。兩種不同的驅(qū)動方式的選擇由相機(jī)控制信號解算模塊311來設(shè)定。(11)相機(jī)控制信號結(jié)算模塊311:能夠接收由單元26傳送來的設(shè)定參數(shù)的數(shù)據(jù)，或者接收到模塊306的信號，然后對模塊310和模塊309進(jìn)行設(shè)定，從而使整個智能相機(jī)工作于粗跟蹤模式或者精跟蹤模式。4)視頻信號處理器單元24:使用專門針對單元21輸出的視頻信號進(jìn)行處理的器件，其功能是將單元21輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換成并行數(shù)字信號。具體說單元24能夠完成以下功能利用相關(guān)雙采樣法對單元21輸出信號進(jìn)行采樣，這種方法能夠最大程度去除復(fù)位噪聲；對采樣完的信號進(jìn)行可編程增益放大，能夠用數(shù)字信號設(shè)定倍數(shù)將模擬信號進(jìn)行放大；對單元21輸出的暗參考像元進(jìn)行暗電平校正，能夠?qū)Π惦娖竭M(jìn)行數(shù)字標(biāo)定；對放大后的模擬信號進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，是單元24的最重要功能，它能夠?qū)⒛M信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像信號。5)RS232電平轉(zhuǎn)換器單元25:負(fù)責(zé)將相機(jī)外部傳來的參數(shù)設(shè)置信號由RS232信號轉(zhuǎn)換成單元23能夠接口的LVTTL信號；單元25還為USB接口方式、RS485輸出方式、LVTTL并行輸出方式、LVDS差分輸出方式。6)RS485電平轉(zhuǎn)換器單元26:負(fù)責(zé)將單元23輸出的脫靶量數(shù)據(jù)由LVTTL信號轉(zhuǎn)換為RS485信號，再傳給單元14。單元26還可以是USB接口方式、LVTTL并行輸出方式或LVDS差分輸出方式。7)CameraLink電平轉(zhuǎn)換器單元27:它將單元23輸出的并行數(shù)字圖像信號轉(zhuǎn)換成LVDS電平信號，即符合CameraLink傳輸協(xié)議的數(shù)字圖像信號，再傳送至相機(jī)外部的其它設(shè)備，例如CameraLink采集卡，用以人工監(jiān)視等功能。有益效果本發(fā)明提供了具有實(shí)時計算光斑脫靶量功能的智能CCD相機(jī)。該相機(jī)能夠完成粗跟蹤過程、精跟蹤過程和計算光斑質(zhì)心功能，與現(xiàn)有的APT裝置技術(shù)相比，減少了設(shè)備數(shù)量，減小了設(shè)備體積，簡化了數(shù)據(jù)接口，提高了系統(tǒng)的可靠性。圖l是APT裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。此圖也是摘要附圖。圖3是硬件描述語言編譯下載后對應(yīng)的硬件模塊示意圖。圖4是電流電壓驅(qū)動電路單元22的具體實(shí)施電路圖。具體實(shí)施例方式實(shí)施例1如圖2所示，本發(fā)明的具有實(shí)時計算光斑脫靶量功能的智能CCD相機(jī)構(gòu)成如下面陣CCD單元21、電流電壓驅(qū)動電路單元22、現(xiàn)場可編程邏輯陣列單元23、視頻信號處理器單元24、RS232電平轉(zhuǎn)換器單元25、RS485電平轉(zhuǎn)換器單元26和CameraLink電平轉(zhuǎn)換器單元27;其中，單元23與單元22、單元24、單元25、單元26和單元27分別連接；單元21與電流電壓驅(qū)動電路單元22及視頻信號處理器單元24分別連接；并且，1)面陣CCD單元21是光電成像器件，優(yōu)選TC237B器件，完成對信標(biāo)光的成像功能，TC237B是支持開窗口驅(qū)動方式的面陣CCD，因?yàn)榫櫮Ｊ较滦枰獌H對CCD靶面中央的"感興趣區(qū)域"讀出，即開窗口驅(qū)動輸出，優(yōu)選開窗口區(qū)域大小為80x80個像元大小，從而最終得到較高的圖像幀頻和輸出較少的有效像元；而粗跟蹤方式下則將CCD靶面的所有像元全部輸出，即640x480個像元，從而得y.丄丄,一丄LId,Z^丄"山卞丄八,I,丄丄丄L/*丄,A￡z_~■到牧低tf、J閨1豕順觀和椰出牧多tf、Jfl雙1豕兀。2)電流電壓驅(qū)動電路單元22為一套模擬電路，該電路采用美國德州儀器公司1996年發(fā)布的TC237器件說明書中所提供的電路，該電路能夠?qū)F(xiàn)場可編程邏輯陣列單元23輸出的LVTTL電平加大驅(qū)動電流和升壓，再送給面陣CCD單元21。另外，該電路中供電電源Vs為12V，Vcc為5V，VsuB為10V，VADB為22V，VoDB為22V。3)現(xiàn)場可編程邏輯陣列單元23為現(xiàn)成的商品，優(yōu)選EP1C6Q240C8。使用硬件描述語言VHDL、Verylog或AHDL編制軟件，該硬件描述語言是需要在電腦中編制，將編好的代碼編譯后下載至單元23中，將在單元23中形成相應(yīng)的硬件電路，分別為時鐘管理模塊301、圖像接口模塊302、自適應(yīng)閥值模塊303、3x3窗口模塊304、行列計數(shù)器模塊305、光斑判斷模塊306、質(zhì)心計算模塊307、脫靶量輸出模塊308、視頻信號處理器的控制時序模塊309、面陣CCD的驅(qū)動時序模塊310、相機(jī)控制信號解算模塊311;所述的時鐘管理模塊301與圖像接口模塊302、視頻信號處理器的控制時序模塊309、面陣CCD的驅(qū)動時序模塊310、相機(jī)控制信號解算模塊311連接，圖像接口模塊302與時鐘管理模塊301、自適應(yīng)闊值模塊303、3"窗口模塊304、行列計數(shù)器模塊305、視頻信號處理器的控制時序模塊309連接，行列計數(shù)器模塊305和質(zhì)心計算模塊307連接，光斑判斷模塊306與自適應(yīng)閥值模塊303、3><3窗口模塊304、質(zhì)心計算模塊307連接，質(zhì)心計算模塊307與脫靶量輸出模塊308連接，相機(jī)控制信號解算模塊311與光斑判斷模塊306、視頻信號處理器的控制時序模塊309和面陣CCD的驅(qū)動時序模塊310連接。下面對每一個模塊能夠完成的功能加以說明(1)時鐘管理模塊301:負(fù)責(zé)對時鐘進(jìn)行處理，并把倍頻及分頻后的信號傳送給其它模塊作基準(zhǔn)驅(qū)動時鐘。(2)圖像接口模塊302:能夠?qū)卧?4傳送來的圖像并行數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并從中提取處場有效、行有效、像素有效等信號，將圖像數(shù)據(jù)分別送給后續(xù)處理模塊。(3)自適應(yīng)閥值模塊303:能夠?qū)⑸弦粓鰣D像的像素灰度進(jìn)行平均值計算，從而獲得本場圖像像素的比較灰度值。(4)3X3窗口模塊304:對圖像像素進(jìn)行中值濾波處理，這樣能夠?qū)D像中的噪聲像素去掉，從而獲得更易識別的圖像信息。(5)行列計數(shù)器模塊305:為質(zhì)心計算模塊提供某一個像素的位置信息，即對像素的所在行數(shù)和列數(shù)進(jìn)行計數(shù)，并提供給質(zhì)心計算模塊。(6)光斑判斷模塊306:從自適應(yīng)閥值模塊獲得比較用灰度值后將該值與本場圖像的所有像素進(jìn)行比較，從而確定該場圖像哪些像素是包含光斑信息的像素。(7)質(zhì)心計算模塊307:使用包含光斑信息的像素數(shù)據(jù)計算，并根據(jù)下式計算光斑質(zhì)心<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>其中，r是像素比較的閾值，G,是光斑所占像元的灰度級值，f和J7分別為光斑質(zhì)心的行列值，也就是位置坐標(biāo)。(8)脫靶量輸出模塊308:由質(zhì)心計算模塊傳送來的數(shù)據(jù)與圖像中心坐標(biāo)進(jìn)行比較，從而得出質(zhì)心距離中心的距離即脫靶量數(shù)據(jù)，將此脫靶量數(shù)據(jù)通過UART串行方式傳送給單元26。(9)視頻信號處理器的控制時序模塊309:負(fù)責(zé)產(chǎn)生單元24的控制時序信號，以及給單元24的參數(shù)設(shè)置數(shù)據(jù)。(10)面陣CCD的驅(qū)動時序模塊310:負(fù)責(zé)產(chǎn)生單元21的驅(qū)動時序，并且在粗跟蹤和精跟蹤模式下產(chǎn)生不同的驅(qū)動方式粗跟蹤模式下產(chǎn)生全掃描的驅(qū)動方式，即將單元21的所有有效電荷全部驅(qū)動輸出給單元24，該模式下圖像幀頻較低，可以為70Hz，而圖像像素分辨率較高，可以為640X480;精跟蹤模式下使用開窗口驅(qū)動方式，該模式下圖像幀頻較高，可以為2000Hz，而圖像像素分辨率較低，可以為80X80。兩種不同的驅(qū)動方式的選擇由相機(jī)控制信號解算模塊311來設(shè)定。(11)相機(jī)控制信號結(jié)算模塊311:能夠接收由單元26傳送來的設(shè)定參數(shù)的數(shù)據(jù)，.或者接收到模塊306的信號，然后對模塊310和模塊309進(jìn)行設(shè)定，從而使整個智能相機(jī)工作于粗跟蹤模式或者精跟蹤模式。4)視頻信號處理器單元24，優(yōu)選TLV990，它是專門針對單元21輸出的視頻信號進(jìn)行處理的器件，其功能是將單元21輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換成并行數(shù)字信號。具體說單元24能夠完成以下功能利用相關(guān)雙采樣法對單元21輸出信號進(jìn)行采樣，這種方法能夠最大程度去除復(fù)位噪聲；對采樣完的信號進(jìn)行可編程增益放大，能夠用數(shù)字信號設(shè)定倍數(shù)將模擬信號進(jìn)行放大；對單元21輸出的暗參考像元進(jìn)行暗電平校正，能夠?qū)Π惦娖竭M(jìn)行數(shù)字標(biāo)定；對放大后的模擬信號進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，是單元24的最重要功能，它能夠?qū)⒛M信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像信號。5)RS232電平轉(zhuǎn)換器單元25，優(yōu)選MAX3232，負(fù)責(zé)將相機(jī)外部傳來的參數(shù)設(shè)置信號由RS232信號轉(zhuǎn)換成單元23能夠接口的LVTTL信號。6)RS485電平轉(zhuǎn)換器單元26，優(yōu)選MAX3430，負(fù)責(zé)將單元23輸出的脫靶量數(shù)據(jù)由LVTTL信號轉(zhuǎn)換為RS485信號，再傳給單元14。7)CameraLink電平轉(zhuǎn)換器單元27，優(yōu)選DS90CR288，它將單元23輸出的并行數(shù)字圖像信號轉(zhuǎn)換成LVDS電平信號，即符合CameraLink傳輸協(xié)議的數(shù)字圖像信號，再傳送至相機(jī)外部的其它設(shè)備，例如CameraLink采集卡等，用以人工監(jiān)視等功能。權(quán)利要求1、具有實(shí)時計算光斑脫靶量功能的智能CCD相機(jī)，其特征在于，其構(gòu)成有面陣CCD單元(21)、電流電壓驅(qū)動電路單元(22)、現(xiàn)場可編程邏輯陣列單元(23)、視頻信號處理器單元(24)、RS232電平轉(zhuǎn)換器單元(25)、RS485電平轉(zhuǎn)換器單元(26)和CameraLink電平轉(zhuǎn)換器單元(27)；其中，單元(23)與單元(22)、單元(24)、單元(25)、單元(26)和單元(27)分別連接；單元(21)與電流電壓驅(qū)動電路單元(22)和視頻信號處理器單元(24)分別連接；所述的1)面陣CCD單元(21)是光電成像器件，完成對信標(biāo)光的成像，采用支持開窗口驅(qū)動方式的面陣CCD；2)電流電壓驅(qū)動電路單元(22)為一套模擬電路，該電路采用美國德州儀器公司1996年發(fā)布的TC237器件說明書中所提供的電路，該電路能夠?qū)F(xiàn)場可編程邏輯陣列單元(23)輸出的LVTTL電平加大驅(qū)動電流和升壓，再送給面陣CCD單元(21)；3)現(xiàn)場可編程邏輯陣列單元(23)為現(xiàn)成的商品，使用硬件描述語言VHDL、Verylog或AHDL編制軟件，編好的軟件下載至單元(23)中，在單元(23)中形成相應(yīng)的模塊，分別為時鐘管理模塊(301)、圖像接口模塊(302)、自適應(yīng)閥值模塊(303)、3×3窗口模塊(304)、行列計數(shù)器模塊(305)、光斑判斷模塊(306)、質(zhì)心計算模塊(307)、脫靶量輸出模塊(308)、視頻信號處理器的控制時序模塊(309)、面陣CCD的驅(qū)動時序模塊(310)和相機(jī)控制信號解算模塊(311)；所述的時鐘管理模塊(301)與圖像接口模塊(302)、視頻信號處理器的控制時序模塊(309)、面陣CCD的驅(qū)動時序模塊(310)和相機(jī)控制信號解算模塊(311)連接，圖像接口模塊(302)與時鐘管理模塊(301)、自適應(yīng)閥值模塊(303)、3×3窗口模塊(304)、行列計數(shù)器模塊(305)和視頻信號處理器的控制時序模塊(309)連接，行列計數(shù)器模塊(305)和質(zhì)心計算模塊(307)連接，光斑判斷模塊(306)與自適應(yīng)閥值模塊(303)、3×3窗口模塊(304)和質(zhì)心計算模塊(307)連接，質(zhì)心計算模塊(307)與脫靶量輸出模塊(308)連接，相機(jī)控制信號解算模塊(311)與光斑判斷模塊(306)、視頻信號處理器的控制時序模塊(309)和面陣CCD的驅(qū)動時序模塊(310)連接；所述的(1)時鐘管理模塊(301)負(fù)責(zé)對時鐘進(jìn)行處理，并把倍頻及分頻后的信號傳送給其它模塊作基準(zhǔn)驅(qū)動時鐘；(2)圖像接口模塊(302)能夠?qū)卧?24)傳送來的圖像并行數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并從中提取處場有效、行有效、像素有效信號，將圖像數(shù)據(jù)分別送給后續(xù)處理模塊；(3)自適應(yīng)閥值模塊(303)能夠?qū)⑸弦粓鰣D像的像素灰度進(jìn)行平均值計算，從而獲得本場圖像像素的比較灰度值；(4)3×3窗口模塊(304)對圖像像素進(jìn)行中值濾波處理，將圖像中的噪聲像素去掉，從而獲得更易識別的圖像信息；(5)行列計數(shù)器模塊(305)為質(zhì)心計算模塊提供某一個像素的位置信息，即對像素的所在行數(shù)和列數(shù)進(jìn)行計數(shù)，并提供給質(zhì)心計算模塊；(6)光斑判斷模塊(306)從自適應(yīng)閥值模塊獲得比較用灰度值后將該值與本場圖像的所有像素進(jìn)行比較，從而確定該場圖像哪些像素是包含光斑信息的像素；(7)質(zhì)心計算模塊(307)使用包含光斑信息的像素數(shù)據(jù)計算，并根據(jù)下式計算光斑質(zhì)心全文摘要本發(fā)明提供了具有實(shí)時計算光斑脫靶量功能的智能CCD相機(jī)，其構(gòu)成有面陣CCD單元(21)、電流電壓驅(qū)動電路單元(22)、現(xiàn)場可編程邏輯陣列單元(23)、視頻信號處理器單元(24)、RS232電平轉(zhuǎn)換器單元(25)、RS485電平轉(zhuǎn)換器單元(26)和CameraLink電平轉(zhuǎn)換器單元(27)；其中，單元(23)與單元(22)、單元(24)、單元(25)、單元(26)和單元(27)分別連接；單元(21)與電流電壓驅(qū)動電路單元(22)和視頻信號處理器單元(24)分別連接。該相機(jī)能夠完成粗跟蹤過程、精跟蹤過程和計算光斑質(zhì)心功能，與現(xiàn)有的APT裝置技術(shù)相比，減少了設(shè)備數(shù)量，減小了設(shè)備體積，簡化了數(shù)據(jù)接口，提高了系統(tǒng)的可靠性。文檔編號H04N5/335GK101184173SQ20071005630公開日2008年5月21日申請日期2007年11月13日優(yōu)先權(quán)日2007年11月13日發(fā)明者佟首峰,劉云清,姜會林,王世峰申請人:長春理工大學(xué)