CN110297926B - 星载图像处理装置在轨配置方法 - Google Patents

Abstract

本发明了一种星载图像处理装置在轨配置方法，涉及卫星技术领域，该方法应用于星载图像处理装置，包括接收地面测控站按照预设发送规则发送的注入文件；将注入文件按照预设写入规则注入至预设注入文件区；注入文件与预设注入文件区一一对应；基于注入的注入文件按照预设配置规则进行配置。本发明实施例提供的技术方案，能够将多个注入文件注入至星载图像处理装置的数据存储文件区，通过不同的任务场景为星载图像处理装置选择不同的配置文件进行重新配置，即能够根据不同的在轨处理需求进行重新配置，使得星载图像处理装置适应不同的探测任务，缓解了现有技术中星载图像处理装置探测场景单一、无法在轨配置的问题。

Description

星载图像处理装置在轨配置方法

技术领域

本发明涉及卫星技术领域，尤其是涉及一种星载图像处理装置在轨配置方法。

背景技术

随着星载成像设备的日新月异，星载成像设备的探测能力逐渐增强，星载成像设备的探测的任务场景也越来越多。

目前，传统的星载图像处理装置配置方法是在地面上预先将待探测的任务场景的文件写入星载成像设备，然而该种星载图像处理装置配置方法存在缺陷，只能对一种任务场景进行探测，当需要对其他任务场景进行探测时则无能为力。因此，亟需开发一种能够实现在轨配置的星载图像处理装置配置方法，以满足对不同任务场景的不同图像处理装置配置的探测需求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种星载图像处理装置在轨配置方法，能够实现图像处理装置在轨配置。

第一方面，本发明实施例提供了一种星载图像处理装置在轨配置方法，应用于星载图像处理装置，包括以下步骤：

星载图像处理装置接收地面测控站按照预设发送规则发送的注入文件，每一个注入文件事先被分配一个与其他文件不同的文件编号；

将所述注入文件按照预设写入规则注入至星载图像处理装置预设注入文件区；所述注入文件与所述预设注入文件区一一对应；

基于注入的所述注入文件按照预设配置规则对星载图像处理装置进行配置。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述预设发送规则如下：

对所述注入文件分解得到的指令帧按照分解的顺序依次发送；其中，所述指令帧由所述注入文件分解得到的数据帧进一步分解得到，所述数据帧携带有该注入文件的文件编号且每一个数据帧被分配一个顺序编码的有效编号。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述将所述注入文件按照预设写入规则注入至星载图像处理装置预设注入文件区，包括：

星载图像处理装置接收地面测控站发送的指令帧；其中，所述指令帧由所述注入文件分解得到的数据帧进一步分解得到；

对接收的所述指令帧进行拼装得到所述数据帧；

提取所述数据帧的校验码对所述数据帧进行校验；

将校验正确的数据帧写入所述预设注入文件区。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述方法还包括：

将写入所述星载图像处理装置预设注入文件区的数据帧读出并进行二次校验；

将二次校验正确的数据帧记录为写入成功的数据帧。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述方法还包括：

将写入成功的数据帧的有效编号发送至所述地面测控站，以使所述地面测控站确定未成功注入的数据帧，并进行再次分解重新注入。

需要说明的是，一个注入文件的数据帧全部注入完成后，地面测控站将该注入文件的文件长度发送至星载图像处理装置。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述方法还包括：

对写入成功且注入文件的文件编号相同的数据帧基于有效编号进行组合，得到拼装数据帧；

判断拼装数据帧的帧长度与所述注入文件的文件长度是否相等；

若是，则更新并记录所述注入文件的注入状态为完整。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述基于写入的所述注入文件按照预设配置规则对星载图像处理装置进行配置，包括：

星载图像处理装置确定所述地面测控站发送的配置指令；所述配置指令携带有所述注入文件的文件标识；

根据所述配置指令获取所述注入文件的注入状态；

判断所述注入状态是否为完整；

若是，则启动配置流程。

若否，则向所述地面测控站发送错误信息，所述错误信息用于指示配置失败。

结合第一方面的第六种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述启动配置流程，包括：

从所述星载图像处理装置预设注入文件区按照预设顺序依次读出所述注入文件的数据帧；

对读出的所述数据帧进行三次校验；

将三次校验正确的数据帧输出配置；

按照预设配置时序，依次将注入文件的数据帧写入星载图像处理装置预设配置区，直至完成配置。

第二方面，本发明实施例还提供一种星载文件在轨配置方法，应用于地面测控站，包括：

按照预设发送规则发送注入文件至星载图像处理装置，以使所述星载图像处理装置将所述注入文件按照预设写入规则注入至星载图像处理装置预设注入文件区，并基于注入的所述注入文件按照预设配置规则对星载图像处理装置进行配置。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述按照预设发送规则发送注入文件至星载图像处理装置，包括：

将所述注入文件分解为多个数据帧；

将每个数据帧分解为若干指令帧；

对于每个数据帧，将分解的若干指令帧按照分解的顺序依次发送至所述星载图像处理装置。

第三方面，本发明实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的方法的步骤。

第四方面，本发明实施例还提供一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，所述程序代码使所述处理器执行上述的方法的步骤。

本发明实施例带来了以下有益效果：本发明实施例提供的星载图像处理装置在轨配置方法，应用于星载图像处理装置，首先星载图像处理装置接收地面测控站按照预设发送规则发送的注入文件；然后将所述注入文件按照预设写入规则注入至星载图像处理装置预设注入文件区；注入文件与所述预设注入文件区一一对应；最后基于注入的所述注入文件按照预设配置规则对星载图像处理装置进行配置。因此，本发明实施例提供的技术方案，能够将多个注入文件注入至星载图像处理装置数据存储文件区，通过不同的任务场景选择不同的配置文件对星载图像处理装置进行重新配置，即星载图像处理装置能够根据不同的在轨处理需求进行重新配置，适应不同的探测任务，缓解了现有技术中星载图像处理装置探测场景单一、无法在轨配置的问题。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的星载图像处理装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的星载图像处理装置的应用原理图；

图3为本发明实施例提供的星载文件在轨配置方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的星载文件在轨配置方法的配置场景图；

图5为本发明实施例提供的配置时序图；

图6为本发明实施例提供的配置流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前，传统的星载图像处理装置配置方法是在地面上预先将待探测的任务场景的文件写入星载成像设备，然而该种星载图像处理装置配置方法存在缺陷，只能对一种任务场景进行探测，当需要对其他任务场景进行探测时则无能为力，基于此，本发明实施例提供的一种星载图像处理装置在轨配置方法，可以能够实现星载图像处理装置在轨配置，满足对不同任务场景的不同文件配置的探测需求，缓解了现有技术中星载图像处理装置探测场景单一、无法在轨配置的问题。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种星载星载图像处理装置进行详细介绍。

实施例一：

本发明实施例提供了一种星载图像处理装置，通常设置于卫星上。

参照图1，该星载图像处理装置包括：处理单元100以及并行计算单元；其中，并行计算单元包括第一并行计算单元200和第二并行计算单元300；

其中第一并行计算单元和第二并行计算单元分别与处理单元相连接。

具体的，处理单元100用于完成图像数据收发、图像预处理、任务规划以及任务管理等；

第一并行计算单元200用于进行图像处理算法加速处理，所述图像处理算法包括但不限于目标检测与跟踪算法、目标提取算法；

第二并行计算单元300用于基于深度学习算法对输入的图像进行目标识别和目标检测等。

进一步的，该星载图像处理装置还可以包括设置于处理单元与第一并行计算单元之间的配置单元(未标示于图1中)。

这里配置单元能够用于实现对第一并行计算单元的在轨重构，需要说明的是，处理单元还通过该配置单元与第一并行计算单元相连。

通过配置单元使得星载图像处理装置具有在轨重构功能，可以将多个不同的注入文件注入到与处理单元连接的第一数据存储装置的文件存储区，处理单元通过不同的任务场景选择不同的配置文件对第一并行计算单元进行重配置，从而实现星载图像处理与决策功能的多元化。

考虑到反熔丝FPGA不易受高强度宇宙辐射的影响，为了提高可靠性，配置单元由可靠度更高的反熔丝FPGA实现。

处理单元通过***级芯片(System on Chip，SoC)类型的现场可编程逻辑门阵列(Field Programmed Gate Array，FPGA)来实现，具体的，如图2所示，处理单元包括中央处理单元(Central Process Unit，CPU)和FPGA，单元内部由CPU和FPGA协同完成图像数据的收发、预处理以及任务规划和管理。处理单元对外提供有高速收发的数据接口，实现数据传输协议；处理单元对外还提供有测控接口，用于接收、校验并解析测控平台的测控指令、响应测控平台的遥控遥测请求以及输出图像处理的反馈信息等；处理单元对内则承载了图像数据的转发，并进行任务规划和管理，启动并行计算单元，配置并行计算单元的算法逻辑以及算法参数等，此外，还可以监测并行计算单元的任务状态；另外，处理单元还外接有用于存储注入文件、注入数据包(数据帧)等数据的数据存储，处理单元还外接有用于扩展内存和注入文件、注入数据包(数据帧)等数据的数据缓存，处理单元通过连接数据缓存以避免重复的从与处理单元连接的数据存储读取存储文件，从而提高文件读取速度以及处理效率。

并行计算单元1(即上述的第一并行计算单元)用于实现图像处理算法加速，如目标检测与跟踪算法、目标提取算法等。并行计算单元1包括一FPGA，并行计算单元1与处理单元之间通过FPGA集成的一些高速串行接口GTx(Gigabit Transceiver x)实现数据交互，GTx的数据传输速率高达58Gbps，满足高速图像传输需求。

并行计算单元2(即第二并行计算单元)则是由图形处理器(Graphics ProcessingUnit，简称GPU)实现，并行计算单元2与数据处理单元之间通过高速接口PCIe进行数据交互，具体的，高速接口PCIe采用PCIe 3.0协议，该PCIe 3.0协议可达到8GT/s的数据传输带宽，从而满足高速图像传输的需求；并行计算单元2则通过采用深度学习算法，实现快速识别目标以及精确检测目标等功能。图2中的并行计算单元2连接有用于扩展内存和加载深度学习算法的模型参数的数据缓存以及用于存储深度学习算法模型参数的数据存储。

星载图像处理装置配备有配置单元，具有在轨异构功能，可根据不同的在轨处理需求对并行计算单元进行重新配置，适应不同的探测任务。为了便于理解，下面结合图2对该装置的不同应用场景的配置进行简要说明：例如注入文件A可以实现目标提取功能，注入文件B可以实现数据压缩功能，首先按照重构步骤(下文将进行详细说明)分别将注入文件A注入至处理单元的数据存储的1号文件区，注入文件B注入至处理单元的数据存储的2号文件区。在目标跟踪的任务场景下，处理单元选择1号文件区的注入文件A对第一并行计算单元进行配置，星载图像处理装置执行目标提取功能；在采集数据的任务场景下，处理单元则选择2号文件区的注入文件B对第一并行计算单元进行配置，星载图像处理装置还具备数据压缩功能，对图像数据进行压缩后下传到地面测控站。

本发明实施例提供的星载图像处理装置通过采用多种并行计算单元，可同时处理大量图像数据，可以缓解现有星上数据处理方法存在的星地链路传输资源紧张、图像处理时效低的问题，能够减轻星地链路的负担，并且能够提高图像处理的时效性。此外，该装置能够对图像数据进行实时处理、分析与判定，根据预设的目标特性，分析成像环境，提取目标特征。该装置使用多种并行计算单元，来同时处理大量图像数据，实时的将图像处理的结果反馈到成像载荷，辅助成像载荷进行多模成像；该装置通过选择将图像的有效信息(例如目标的坐标、大小、灰度等)下传至地面，减小下传图像的数据量，使得地面测控站在获取到有效信息的同时，降低星地链路负担。

实施例二：

如图3所示，本发明实施例提供了一种星载星载图像处理装置在轨配置方法，应用于星载图像处理装置，包括以下步骤：

步骤S101，星载图像处理装置接收地面测控站按照预设发送规则发送的注入文件，每一个注入文件事先被分配一个与其他文件不同的文件编号；

其中，预设发送规则如下：对所述注入文件分解得到的指令帧按照分解的顺序依次发送；其中，所述指令帧由所述注入文件分解得到的数据帧进一步分解得到，所述数据帧携带有该注入文件的文件编号且每一个数据帧被分配一个顺序编码的有效编号。

具体的，地面测控站按照上述预设发送规则首先将注入文件分解为多个数据帧；然后将每个数据帧分解为若干指令帧；最后对于每个数据帧，将分解的若干指令帧按照分解的顺序依次发送至所述星载图像处理装置。

步骤S102，将注入文件按照预设写入规则注入至星载图像处理装置预设注入文件区；

其中，注入文件与星载图像处理装置预设注入文件区一一对应；需要说明的是，预设注入文件区可以是与处理单元相连接的第一数据存储装置的数据存储区中，也可以是第一数据缓存装置的数据缓存区。

具体的，该步骤S102通过以下步骤实现：

1、星载图像处理装置接收地面测控站发送的指令帧；其中，所述指令帧由所述注入文件分解得到的数据帧进一步分解得到，所述数据帧携带有该注入文件的文件编号且每一个数据帧被分配一个顺序编码的有效编号；

2、星载图像处理装置对接收的所述指令帧进行拼装得到所述数据帧；

3、提取所述数据帧的校验码对所述数据帧进行校验；

4、将校验正确的数据帧写入星载图像处理装置预设注入文件区。

数据帧写完后，进一步的，该方法还包括：

5、将写入所述星载图像处理装置预设注入文件区的数据帧读出并进行二次校验，将二次校验正确的数据帧记录为写入成功的数据帧。

为了便于地面测控站了解进程，以便及时应对，进一步的，该方法还可以包括：将写入成功的数据帧的有效编号发送至所述地面测控站，以使所述地面测控站确定未成功注入的数据帧，并进行再次分解重新注入。

一个注入文件的数据帧全部注入完成后，地面测控站将该注入文件的文件长度发送至星载图像处理装置。

6、判断注入文件是否完整。

具体的，对写入成功且注入文件的文件编号相同的数据帧基于有效编号进行组合，得到拼装数据帧；判断拼装数据帧的帧长度与所述注入文件的文件长度是否相等；若是，则更新并记录所述注入文件的注入状态为完整，否则，则根据地面测控站再次分解重新注入后再次进行完整性判断。

需要说明的是，注入文件不完整，无法用于算法加速单元的配置。

步骤S103，基于注入的注入文件按照预设配置规则进行配置。

具体的，该步骤S103主要包括以下子步骤：

S1031、确定所述地面测控站发送的配置指令；所述配置指令携带有所述注入文件的文件标识；

其中，所述文件标识包括任务场景、注入文件编号和注入文件的文件长度等。

具体的，首先接收地面测控站发送的指令，然后识别该指令是否为配置指令，若是，则确定地面测控站发送的指令为配置指令。

S1032、根据所述配置指令获取所述注入文件的注入状态；

S1033、判断所述注入状态是否为完整；

若是，则执行步骤S1034；若否，则执行步骤S1035。

S1034、启动配置流程。

具体的，该步骤S1034包括：

1)从所述预设注入文件区按照预设顺序依次读出所述注入文件的数据帧；

2)对读出的所述数据帧进行三次校验，将三次校验正确的数据帧输出配置；

3)按照预设配置时序，依次将注入文件的数据帧写入预设配置区，直至完成配置。

S1035、向所述地面测控站发送错误信息，所述错误信息用于指示配置失败。

本发明实施例提供的星载图像处理装置在轨配置方法，应用于星载图像处理装置，首先星载图像处理装置接收地面测控站按照预设发送规则发送的注入文件；然后将所述注入文件按照预设写入规则注入至星载图像处理装置预设注入文件区；注入文件与所述预设注入文件区一一对应；最后基于注入的所述注入文件按照预设配置规则对星载图像处理装置进行配置。因此，本发明实施例提供的技术方案，能够将多个注入文件注入至数据存储文件区，通过不同的任务场景选择不同的配置文件对星载图像处理装置进行重新配置，即能够根据不同的在轨处理需求对星载图像处理装置进行重新配置，适应不同的探测任务，缓解了现有技术中星载图像处理装置探测场景单一、无法在轨配置的问题。

本发明实施例还提供另一种星载图像处理装置在轨配置方法，应用于地面测控站，包括：按照预设发送规则发送注入文件至星载图像处理装置，以使所述星载图像处理装置将所述注入文件按照预设写入规则注入至星载图像处理装置预设注入文件区，并基于注入的所述注入文件按照预设配置规则进行配置。

具体的，所述按照预设发送规则发送注入文件至星载图像处理装置，包括：

A将所述注入文件分解为多个数据帧，每一个注入文件事先被分配一个与其他文件不同的文件编号，所述数据帧携带有该注入文件的文件编号且每一个数据帧被分配一个顺序编码的有效编号；

B将每个数据帧分解为若干指令帧；

C对于每个数据帧，将分解的若干指令帧按照分解的顺序依次发送至所述星载图像处理装置。

进一步的，在注入文件写入阶段，所述方法还包括：

a接收所述星载图像处理装置写入成功的数据帧的有效编号；

b根据所述有效编号确定未成功注入的数据帧；

c对所述未成功注入的数据帧进行再次分解重新注入；

d一个注入文件的数据帧全部注入完成后，地面测控站将该注入文件的文件长度发送至星载图像处理装置，星载图像处理装置接收该注入文件的文件长度。

下面结合图4，对本发明实施例提供的星载文件在轨配置方法对并行计算单元1的在轨重构过程进行详细说明：

在轨重构过程分为3个阶段：

第一个阶段注入文件的分解，由地面测控站完成。

g1：注入帧分解：将注入文件分解为多个数据帧。

地面测控站将注入文件分解为符合一定字节长度的数据帧，为保证数据的完整性和正确性，每个数据帧的帧头部分包含有数据帧所属的注入文件编号、注入文件的文件长度和数据帧的有效帧编号，在数据帧的帧尾部分含有2字节的CRC16校验码，当然也可以是其他校验码，例如MD5校验码。

g2：数据帧分解：将每个数据帧分解为若干指令帧。

为满足星地链路传输的安全性，将数据帧分解为若干等字长的指令帧，每个数据帧分解出来的指令帧按照分解的字节先后顺序标记为第一帧、中间帧和尾帧。

g3：指令帧发送：对于每个数据帧，将分解的指令帧按照分解的先后顺序发送出去。

对每个数据帧而言，将分解的指令帧按照分解的先后顺序通过星地链路发送至星载图像处理装置，由处理单元接收。

第二阶段，文件注入，由星载图像处理装置完成。

s1：指令帧接收：星载图像处理装置的处理单元接收到指令帧后，对指令帧的指令编码进行识别和解析，确定为注入指令帧并接收。

s2：指令帧拼装：对接收的指令帧进行拼装得到数据帧；

根据接收的先后顺序和指令帧的第一帧、中间帧和尾帧标帜对指令帧进行拼装和组帧，形成完整的数据帧。

s3：数据帧校验：提取数据帧的帧尾部位的校验码对数据帧进行校验。

识别并记录数据帧的帧头部分的注入文件编号、注入文件的文件长度和数据帧的有效帧编号，提取数据帧的帧尾部分的CRC16校验码，对整个数据帧进行校验，将校验正确的数据帧写入数据缓存区，丢弃校验错误的数据帧。

s4：数据帧写入：将校验正确的数据帧写入数据存储装置。

将校验正确的数据帧，根据记录的注入文件编号和有效的帧编号，写入数据存储的对应文件区，写入存储区的数据，除了注入数据帧，也包括CRC16校验码。

s5：数据帧写入后校验(即数据帧二次校验)：对写入数据存储装置的数据帧进行二次校验。

读出写入的数据帧，并对该数据帧利用校验算法计算一个校验码(写入后的校验码)，将计算得到的校验码与该数据帧的已有的校验码(写入前的校验码)比对；若一致则写入成功，否则写入失败。

具体的，数据帧写完后，读出写入的数据帧，并对读出的数据帧执行CRC16校验算法计算校验，将计算的结果与写入的CRC16校验码和进行比对，如果一致则写入成功，否则写入失败。如果写入成功，处理单元需要向地面测控站返回写入成功的数据帧的有效编号，写入失败则不用返回。地面通过统计处理单元返回的数据帧的有效编号，可确定哪些数据帧已成功注入至配置单元，经过与注入文件的比对，可将未成功注入的数据帧再次进行分解，重新注入。

s6：注入文件完整性检查：对于成功写入的数据帧长度与注入文件的文件长度比对以判断注入文件是否完整。

通过比较文件长度与已成功写入数据存储的数据帧长度可判断注入文件是否完整，如文件长度等于成功写入数据存储区的数据帧长度，则该注入文件完整，更新该注入文件的注入状态为完整；否则该注入文件不完整，无法用于并行计算单元1的配置。

第三阶段，并行计算单元1的配置，由星载图像处理装置完成。

s7：注入文件状态检查：根据配置指令检查注入文件是否完整。

确定对并行引擎1的配置指令后，根据配置指令中指定的注入文件编号，检查***记录的指定注入文件的状态是否完整，如完整，则星载图像处理装置的处理单元启动配置流程，否则配置失败，向地面返回配置失败的错误信息。

s8：注入文件数据帧读出校验(即数据帧三次校验)：

从注入文件区按照有效帧编号的递增顺序依次读出数据帧，读的过程中进行CRC16校验，并将校验结果与读出的CRC16校验码进行比对，如一致则输出(写入)至并行计算单元1，否则配置失败，向地面返回配置失败的错误信息。

s9：注入文件数据帧输出配置：

按照并行计算单元1的配置时序，依次将注入文件数据帧写入并行计算单元1的配置区，直至完成配置。

具体的，该步骤s9还包括：判断数据帧是否全部输出，若是，则配置成功，若否，则返回步骤s8。

具体的，配置单元中实现了用于配置操作的控制寄存器、数据寄存器和状态寄存器，根据指定的配置时序(图5为并行计算单元1的配置时序图，表1为并行计算单元1的配置信号)，处理单元通过对配置单元的控制寄存器写入有效控制值来发起配置，通过配置单元的数据寄存器写入有效的配置数据来实现配置数据的传送，通过读取状态寄存器获取配置的进度与状态。

配置单元的功能就是实现处理单元对控制寄存器、数据寄存器和状态寄存器的读写操作转换为如图5所示的配置时序图。

对于并行计算单元1，配置端口要求的配置时序图如图5所示，下表1为并行计算单元1的配置信号说明：

表1

处理单元为主、配置单元为辅，发起的配置流程如图6所示：

首先，处理单元将PROG_B信号置为有效(1为无效，0为有效)，持续300ns后将PROG_B信号置为无效，然后持续监测INIT_B信号的电平值，如INIT_B为无效(1为无效，0为有效)后，连续写入配置数据，每个配置数据与配置时钟上升沿对齐，持续1个时钟周期即可被并行计算单元1单元接收。写完所有配置数据后，处理单元通过配置单元持续检测并行计算单元1输出的DONE信号是否变为有效(1为有效，0为无效)，如变为有效则成功配置并行计算单元1。

通过在轨重构功能，可将多个注入文件注入至数据处理单元的数据存储文件区，通过不同的任务场景选择不同的配置文件对并行计算单元1进行重新配置，实现星载图像处理平台的多元化。例如注入文件A实现目标提取功能，注入文件B实现数据压缩功能，按照上述重构步骤分别将配置文件A(配置的注入文件A)注入至处理单元数据存储的1号文件区，配置文件B(配置的注入文件B)注入至处理单元数据存储的2号文件区。在目标跟踪任务场景下，处理单元选择1号文件对并行计算单元1进行配置，星载图像处理装置执行目标提取功能；在采集数据场景下，处理单元选择2号文件对并行计算单元1进行配置，星载图像处理装置完成数据压缩功能，对图像数据进行压缩并下传。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对步骤、数字表达式和数值并不限制本发明的范围。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的***、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的***来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

本发明实施例所提供的进行星载文件在轨配置方法的计算机程序产品，包括存储了处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的***、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种星载图像处理装置在轨配置方法，其特征在于，应用于星载图像处理装置，所述星载图像处理装置包括处理单元、第一并行计算单元和第二并行计算单元；所述第一并行计算单元和所述第二并行计算单元分别与所述处理单元相连接；所述处理单元用于完成图像数据收发、图像预处理、任务规划和任务管理；所述第一并行计算单元用于进行图像处理算法加速处理，所述图像处理算法至少包括目标检测与跟踪算法和目标提取算法；所述第二并行计算单元用于基于深度学习算法对输入的图像进行目标识别和目标检测；所述星载图像处理装置还包括设置于所述处理单元与所述第一并行计算单元之间的配置单元，用于实现对所述第一并行计算单元的在轨重构；所述处理单元通过所述配置单元与所述第一并行计算单元相连；所述处理单元包括CPU和FPGA，所述处理单元内部由CPU和FPGA协同完成图像数据收发、图像预处理、任务规划和任务管理；所述处理单元对外提供有高速收发的数据接口，用于实现数据传输协议；所述处理单元对外还提供有测控接口，用于接收、校验并解析地面测控站的测控指令、响应地面测控站的遥控遥测请求以及输出图像处理的反馈信息；所述第一并行计算单元包括一FPGA，所述第一并行计算单元与所述处理单元之间通过FPGA集成的高速串行接口实现数据交互；所述第二并行计算单元包括GPU，所述第二并行计算单元与所述处理单元之间通过高速接口进行数据交互；所述配置单元包括控制寄存器、数据寄存器和状态寄存器；所述处理单元用于通过对所述控制寄存器写入有效控制值来发起配置，通过所述数据寄存器写入有效的配置数据来实现配置数据的传送，通过读取所述状态寄存器获取配置的进度与状态；所述方法包括以下步骤：

星载图像处理装置接收地面测控站按照预设发送规则发送的注入文件，每一个注入文件事先被分配一个与其他文件不同的文件编号；

将所述注入文件按照预设写入规则注入至星载图像处理装置预设注入文件区；所述注入文件与所述预设注入文件区一一对应；不同所述注入文件分别用于实现不同任务场景对应的功能；所述注入文件的文件标识包括任务场景；

基于注入的所述注入文件按照预设配置规则对星载图像处理装置进行配置；

所述预设发送规则如下：

对所述注入文件分解得到的指令帧按照分解的顺序依次发送；其中，所述指令帧由所述注入文件分解得到的数据帧进一步分解得到；

所述将所述注入文件按照预设写入规则注入至星载图像处理装置预设注入文件区，包括：

星载图像处理装置接收地面测控站发送的指令帧；其中，所述指令帧由所述注入文件分解得到的数据帧进一步分解得到，所述数据帧携带有该注入文件的文件编号且每一个数据帧被分配一个顺序编码的有效编号；

星载图像处理装置对接收的所述指令帧进行拼装得到所述数据帧；

提取所述数据帧的校验码对所述数据帧进行校验；

将校验正确的数据帧写入所述星载图像处理装置预设注入文件区；

所述基于注入的所述注入文件按照预设配置规则进行配置，包括：

确定所述地面测控站发送的配置指令；所述配置指令携带有所述注入文件的文件标识；

根据所述配置指令获取所述注入文件的注入状态；

判断所述注入状态是否为完整；

若是，则启动配置流程；

若否，则向所述地面测控站发送错误信息，所述错误信息用于指示配置失败。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将写入所述星载图像处理装置预设注入文件区的数据帧读出并进行二次校验，将二次校验正确的数据帧记录为写入成功的数据帧。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将写入成功的数据帧的有效编号发送至所述地面测控站，以使所述地面测控站确定未成功注入的数据帧，并进行再次分解重新注入。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

对写入成功且注入文件的文件编号相同的数据帧基于有效编号进行组合，得到拼装数据帧；

判断拼装数据帧的帧长度与所述注入文件的文件长度是否相等；

若是，则更新并记录所述注入文件的注入状态为完整。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述启动配置流程，包括：

从所述星载图像处理装置预设注入文件区按照预设顺序依次读出所述注入文件的数据帧；

对读出的数据帧进行三次校验；

将三次校验正确的数据帧输出配置；

按照预设配置时序，依次将注入文件的数据帧写入预设配置区，直至完成配置。

6.一种星载图像处理装置在轨配置方法，其特征在于，应用于地面测控站，包括：

按照预设发送规则发送注入文件至星载图像处理装置，以使所述星载图像处理装置将所述注入文件按照预设写入规则注入至星载图像处理装置预设注入文件区，并基于注入的所述注入文件按照预设配置规则对星载图像处理装置进行配置；所述星载图像处理装置包括处理单元、第一并行计算单元和第二并行计算单元；所述第一并行计算单元和所述第二并行计算单元分别与所述处理单元相连接；所述处理单元用于完成图像数据收发、图像预处理、任务规划和任务管理；所述第一并行计算单元用于进行图像处理算法加速处理，所述图像处理算法至少包括目标检测与跟踪算法和目标提取算法；所述第二并行计算单元用于基于深度学习算法对输入的图像进行目标识别和目标检测；所述星载图像处理装置还包括设置于所述处理单元与所述第一并行计算单元之间的配置单元，用于实现对所述第一并行计算单元的在轨重构；所述处理单元通过所述配置单元与所述第一并行计算单元相连；所述处理单元包括CPU和FPGA，所述处理单元内部由CPU和FPGA协同完成图像数据收发、图像预处理、任务规划和任务管理；所述处理单元对外提供有高速收发的数据接口，用于实现数据传输协议；所述处理单元对外还提供有测控接口，用于接收、校验并解析地面测控站的测控指令、响应地面测控站的遥控遥测请求以及输出图像处理的反馈信息；所述第一并行计算单元包括一FPGA，所述第一并行计算单元与所述处理单元之间通过FPGA集成的高速串行接口实现数据交互；所述第二并行计算单元包括GPU，所述第二并行计算单元与所述处理单元之间通过高速接口进行数据交互；所述配置单元包括控制寄存器、数据寄存器和状态寄存器；所述处理单元用于通过对所述控制寄存器写入有效控制值来发起配置，通过所述数据寄存器写入有效的配置数据来实现配置数据的传送，通过读取所述状态寄存器获取配置的进度与状态；每一个注入文件事先被分配一个与其他文件不同的文件编号；所述注入文件与所述预设注入文件区一一对应；不同所述注入文件分别用于实现不同任务场景对应的功能；所述注入文件的文件标识包括任务场景；

所述按照预设发送规则发送注入文件至星载图像处理装置，包括：

将所述注入文件分解为多个数据帧；

将每个数据帧分解为若干指令帧；

对于每个数据帧，将分解的若干指令帧按照分解的顺序依次发送至所述星载图像处理装置。

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