摘要：经过剖析电视测角仪的功用测验需求，结合视频图画图画处理技能，提出了以EP2C35为中心的视频检测体系规划计划，经过对CCD收集到的模仿环境的视频图画信号进行数字化处理，结合电视测角仪参数检测原理，对测角仪根本功用方针进行检测，整个体系以视频图画收集体系为根底，以视频图画处理为中心，为电视测角仪的检测研讨供给了一种新的思路。
要害词：电视测角仪；参数检测；视频图画处理；EP2C35芯片
电视测角仪是某型配备的地上制导设备，它集光、机、电于一体，归于技能密集的光电仪器。在该配备体系运转进程中它的效果首要体现在3个方面：1)丈量导弹违背瞄准线的角误差；2)供射手调查和瞄准方针；3)给出自检信号与操控箱合作，完结地上操控设备自检。电视测角仪对导弹角误差的丈量是整个武器体系的要害环节，直接决议了导弹射中的准度与精度。在出产，日常保护中，需求快速测定测角仪的技能方针是否正常精确。FPGA(Field Programmable GateArray)内部含有丰厚的可编程硬件资源，简单完结分布式算法结构，能够一起统筹速度和灵活性，进步电路集成度。运用FPGA来完结“DSP体系”己非常遍及，运用在比如实时图画处理、联合战术无线电通讯体系、网络摄像等范畴。因而运用FPGA规划一种依据测角仪视频图画信号收集及处理的检测计划成为可能。
CycloneII系列是Altera公司推出的低本钱FPGA，选用90 nm工艺。在并行数据处理，数字信号处理方面，CycloneII FPGA都具有显着的优势。以FPGA(Cyclone IIEP2C35)为中心的测角仪视频信号解决计划能够补偿测角仪检测仪价格昂贵，配备数量少等缺乏。完结测角仪基
本功用的检测。
1 依据FPGA的电视测角仪检测体系规划
1．1 测角仪要害参数剖析
1)精度：电视测角仪有2个精度方针，一是进犯400 m处的方针，精度应该小于3．4’，另一个是进犯3 000 m处的方针，精度应该小于20．6”。导弹飞至400 m处相对于电视测角仪的变焦时刻为3．8 s。3 000 m处对应的变焦时刻为28 s。因而能够依据丈量导弹违背瞄准线的角误差来测验测角仪的测角精度。
2)灵敏度：灵敏度是电视测角仪对弹标信号的提取才能，一般情况下，经过改动模仿光学环境下布景与弹标的对比度来查验测角仪灵敏度。在布景电平为0．5±0．05 V，弹标信号高出布景0．2～0．3 V以上，电视测角仪能安稳可靠地捕捉弹标信号。
3)抗搅扰：在实在环境下，测角仪作业会遭到各种搅扰信号影响，这就需求测角仪有必定的抗搅扰才能，在模仿光学环境下经过设置搅扰光点时，调查电视测角仪对弹标信号的捕捉才能来判别抗搅扰才能是否正常。电视测角仪抗搅扰的战术技能方针是：当布景电平在0．5± 0．05 V，搅扰信号幅值为1．1 V时，盯梢窗口不捕获。
1．2 体系整体规划
依据电视测角仪的作业原理及以上参数的剖析，结合CCD靶面上像元与数字图画中像素对应联系，咱们可将电视模仿环境视频信号转化为数字图画信号，经过图画检测技能对各参数进行检测，将得到的数据与测角仪所得数据比较，以检测测角仪功用。体系整体规划框图如图1所示。
经过操控室内光学模仿环境的布景电压和弹标信号电压，为测角仪和CCD图画收集模块供给信号，运用EP2C35完结图画的收集、处理与显现功用，剖析数字图画信息，运用图画切割技能提取弹标信号，并运用预先植入FPGA芯片的角误差相应算法程序核算角误差数据，并与测角仪通讯，获取测角仪所得数据，进行比较，输出检测成果。一起输出测角仪模仿视频信号。
1．3 硬件规划
1)FPGA最小体系包括EP2C35芯片、电源模块、晶振、SDRAM芯片、FLASH芯片、JTAG接口模块，晶振用来给体系供给50 MHz的时钟频率，在运用视频图画信号对测角仪进行检测时，需求存储很多的数据，因而选用具有掉电不丢掉数据特性的闪存(FLASH)来保存程序，而同步动态存储器(SDRAM)来存储中心数据。
2)CCD视频图画收集与显现模块：检测体系需求收集模仿光环境的视频图画信号，终究还需对外输出标准CCIR制视频信号。图画收集模块选用飞利浦公司的芯片SAA7113，它具有高速、低功耗的特色，可将输入的模仿信号解码成标准的数字信号，相当于一种A／D器材。SAA7113的参阅电压源和时钟由内部供给，图2为视频图画收集框图。测角仪视频的显现选用A／D公司的ADV7123进行信号的D／A转化，可将数字化视频数据编码为NTSC／PAL制式的标准电视信号，并在显现器上进行显现。
3)串口模块：体系在测验进程中，FPGA最小体系需求测角仪彼此进行数据通讯，串口通讯有多种工业标准，本体系选用的是RS232接口电平标准。
1．4 软件规划
电视测角仪软件体系规划依据Altera公司推出的QuartusⅡ开发环境，其功用强大，运用方便，本规划运用Verilog言语编程，选用自顶向下的规划办法完结各个模块的规划，完结整体功用，图3为体系软件规划流程图。
2 功用参数检测
在光学模仿环境下经过操控布景光源和方针光源，为电视测角仪供给近似战场环境和弹标信号，经过对图画进行收集处理，调查弹标捕获线、提取弹标点方位坐标并核算角误差数据、检测图画改变来检测测角仪各种功用方针是否正常。
CCD摄像头在收集视频图画信号后，得到的都是模仿信号，将模仿电视信号变成数字电视信号要经过模数(A／D)转化进程。模／数转化包括3个进程，即取样、量化及编码。其间，取样的意图是将时刻上接连的模仿信号变成时刻上离散的信号，量化是将幅度上接连的取样值变成幅度上离散的取样值，而编码的效果是将离散化的取样值编成二进制数码。咱们此刻能够把图画能够看成是由许许多多的小单元组成，在图画处理体系中，这些组成画面的细微单元称为像素。能够依据视频图画像素分辨率来编程结构水平像素计数器与笔直像素计数器。经过图画特征点像素计数器数值确认其坐标，图4为水平像素计数模块时序图。
检测精度时，如图5所示，在图画靶面设置坐标系，坐标系的设置可经过将图画分化的水平、笔直像从来完结，弹标点违背坐标原点的误差△X’、△Y’能够由丈量水平与笔直方向的像素数目来完结。设电子光学焦距为f，角误差为δ，则如式(1)所示。
也就是说由弹标点的水平笔直像素数目能够确认其在图画视场的方位，从而经过算法得到角误差数据，弹标水平像素数即为其水平坐标，同理其笔直像素计数器值即为其笔直坐标，继而能够据此核算得到角误差等数据，将得到数据与测角仪所得数据进行比较，以检测其精度功用参数。灵敏度与抗搅扰方针的检测可经过在追寻窗口(弹标点两旁的笔直捕获线)中检测有无弹标信号来完结。电视测角仪检测体系输出测角仪视频图画如图6所示，白色光源为模仿光环境下的弹标点，弹标点两边是模仿弹标捕获线。
3 定论
选用以EP2C35为中心的电视测角仪检测体系，与以往的专用检测设备比较，处理数据才能得到进步，经过视频收集体系将模仿视频信号数字化，结合数字图画处理技能，将各项参数的检测转化为对数字图画中各部分像素值及灰度的检测，能够完结对测角仪根本功用参数的检测，而且有用降低了本钱，削减实装损耗，进步了便携性，为电视测角仪检测带来了一条新的思路。
