抗激光散斑干扰的粒子滤波跟踪算法硬件实现

程玉宝， 蒋 斐， 倪家正

(脉冲功率激光技术国家重点实验室(电子工程学院)，合肥 230037)

0 引言

自海湾战争以来，电视制导技术一直是精确制导技术中的焦点，但是，光电对抗技术的发展对电视制导技术构成极大的威胁，尤其是激光散斑干扰［1］。目前，电视制导跟踪系统执行的跟踪算法抗干扰研究主要体现在复杂的自然背景干扰，对抗激光散斑干扰的研究较少，文献［2］基于FPGA实现的自适应卡尔曼滤波算法对背景噪声进行了处理;文献［3］基于DSP实现的相关匹配算法在自然背景下实时性良好。而对于抗干扰性较强的粒子滤波跟踪算法，目前的研究还局限于计算机仿真阶段。

本文针对粒子滤波跟踪算法计算量大、难以进行硬件实现的问题，提出了基于“DSP+ARM”技术架构的电视跟踪仿真平台。以基于达芬奇(DaVinci)技术的高集成度双核架构视频芯片TMS320DM6446(简称DM6446)为核心，设计了电视制导跟踪仿真平台，完成了粒子滤波跟踪算法的硬件实现。

1 电视跟踪仿真平台设计

电视制导跟踪平台由摄像机、视频编解码器、存储单元、图像处理单元、视频显示模块、控制单元以及伺服机构组成，如图1所示。

为了满足实时性、稳定性、智能化等性能要求，主控芯片选用了DM6446。该芯片是集成了可编程数字信号处理器(DSP)内核以及ARM处理器内核的片上系统(SoC):ARM作为主控器件，负责与外围器件通讯，协调控制数据传输;DSP进行数据处理。该方案结构灵活，通用性强，适合模块化设计，可以在不更改硬件的条件下改动相应ARM和DSP程序，从而满足不同图像源以及不同目标特性的跟踪要求;同时开发周期较短，性价比高，增强了人机交互能力，为后续平台升级和扩展提供了前提。……