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申请/专利权人：北京控制工程研究所

摘要：本发明涉及一种火星车受限环境下轻量化的混合异构图像处理系统，该系统包括：主处理器，向图像采集设备发出采集命令，之后，向协处理器和FPGA同时发送图像处理任务启动命令；FPGA，收到图像处理任务启动命令之后，对二维图像数据帧进行预处理，对预处理之后的同一场景下多个二维图像数据帧进行三维恢复，得到三维图像数据，将三维图像数据存储至缓冲区中，并置位图像处理标志；协处理器，在收到主处理器启动图像处理启动命令后，周期性查询FPGA的图像处理标志，当查询到图像处理标志置位后，读取FPGA缓存区的三维图像数据，对三维图像数据依次进行DEM坐标转换、DEM滤波处理，生成火星表面地形地图。本发明使图像处理耗时缩短一个数量级。

主权项：1.一种火星车受限环境下轻量化的混合异构图像处理系统，其特征在于包括主处理器、协处理器和FPGA；其中：主处理器，向图像采集设备发出采集命令，之后，向协处理器和FPGA同时发送图像处理任务启动命令；FPGA，实时接收图像采集设备发送的二维图像数据帧并存储，收到图像处理任务启动命令之后，对二维图像数据帧进行预处理，所述预处理包括抽取校正、去除数据中的畸变并实现极线对正、DOG滤波，对预处理之后的同一场景下多个二维图像数据帧进行三维恢复，得到三维图像数据，将三维图像数据存储至缓冲区中，并置位图像处理标志，用于标识三维图像数据已形成；协处理器，在收到主处理器启动图像处理启动命令后，周期性查询FPGA的图像处理标志，当查询到图像处理标志置位后，读取FPGA缓存区的三维图像数据，对三维图像数据依次进行DEM坐标转换、DEM滤波处理，生成火星表面地形地图；所述协处理器将三维图像数据进行DEM坐标转换处理程序和DEM滤波处理程序采用基于单核DSP的并行计算优化方法实现，所述基于单核DSP的并行计算优化方法具体如下：将DEM滤波处理程序作为关键复杂程序，将DEM坐标转换处理程序和生成火星表面地形地图程序作为非关键复杂程序；关键复杂程序固定运行在DSP的内部缓存中，非关键复杂程序运行在外部配置的RAM存储器中；关键复杂程序和非关键复杂程序的大循环体拆分成简单的小循环体，每个循环体用到的硬件资源不超过协处理器中的运算单元个数和寄存器个数，使得每个循环体中的语句能够同时在多个运算单元中并行执行；每个循环体中的循环计数器采用递减，且循环体内不进行循环嵌套，循环体内不进行函数调用和break跳出；采用条件运算语句实现分支判断，减少程序跳转；采用单指令多数据指令对进行相同计算处理的数据进行汇编编程，提高数据处理的并行度。

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百度查询： 北京控制工程研究所 一种火星车受限环境下轻量化的混合异构图像处理系统