《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于RK3588与ZYNQ的双光图像处理平台设计与研究
电子技术应用
刘旭东1，汤松涛2，张雷鸣2，葛敬涛1，季春雨1
1.洛阳瑞极光电科技有限公司；2.河南科技大学 信息工程学院
摘要： 针对可见光成像、红外成像在越来越多的场景得到应用，采用一体化设计理念，设计一款小型双模成像图像处理平台。该双光图像处理平台采用RK3588与ZYNQ作为主协处理器，可完成1080P可见光图像与1 280×1 024分辨率非制冷红外图像的并行实时处理，在软件算法的控制下可实时完成目标跟踪识别。经实物样机外场测试与高低温测试，该平台性能稳定可靠、结构紧凑，能够满足车载、船载、机载的多种应用场景需求。
中圖分類號：TN911.73 文獻標(biāo)志碼：A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.256804
中文引用格式： 劉旭東，湯松濤，張雷鳴，等. 基于RK3588與ZYNQ的雙光圖像處理平臺設(shè)計與研究[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用，2025，51(11)：10-16.
英文引用格式： Liu Xudong，Tang Songtao，Zhang Leiming，et al. Design and research of dual-light image processing platform based on RK3588 and ZYNQ[J]. Application of Electronic Technique，2025，51(11)：10-16.
Design and research of dual-light image processing platform based on RK3588 and ZYNQ
Liu Xudong1，Tang Songtao2，Zhang Leiming2，Ge Jingtao1，Ji Chunyu1
1.Luoyang CloudTek Optoelectronics Technology Co. ，Ltd.；2.Collage of Information Engineering and Artificial Intelligence， Henan University of Science and Technology
Abstract： With the increasing application of visible light imaging and infrared imaging in various scenarios, integrated design concept is adopted to develop the compact dual-mode imaging and processing platform. The platform employs RK3588 and ZYNQ as main processor and coprocessor, enabling parallel real-time processing of 1080P visible light images and 1 280×1 024 resolution uncooled infrared images. Under the control of software algorithms, it can achieve real-time target tracking and recognition. Through field tests and high-low temperature tests of physical prototypes, the platform demonstrates stable and reliable performance with a compact structure, meeting the requirements of multiple application scenarios such as UMV, USV or UAV .
Key words : image processing；RK3588；target tracking and recognition；heterogeneous computing；dual-mode imaging

引言

在智能感知技術(shù)快速發(fā)展的當(dāng)下，可見光成像與紅外成像作為兩種互補的視覺感知手段，已在自動駕駛、航空航天、工業(yè)檢測等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。可見光圖像具有豐富的色彩與紋理細節(jié)，適合目標(biāo)識別與場景理解；紅外圖像則能突破光照條件限制，在夜間、雨霧等復(fù)雜環(huán)境中獲取目標(biāo)的熱輻射信息，實現(xiàn)全天候監(jiān)測[1]。然而，單一模態(tài)的成像系統(tǒng)難以兼顧不同環(huán)境下的感知需求，雙光融合成像技術(shù)通過對可見光與紅外圖像的信息互補處理，可顯著提升復(fù)雜場景中的目標(biāo)探測與識別能力，成為當(dāng)前視覺感知領(lǐng)域的研究熱點。另一方面，隨著深度學(xué)習(xí)的發(fā)展，目標(biāo)檢測在機器視覺和無人機目標(biāo)檢測等方面受到了廣泛的關(guān)注和研究[2]，這些模型在目標(biāo)檢測領(lǐng)域上能夠達到、甚至超越人類的水平。同時，這些模型也能夠提供更高層級的語義信息用于自動駕駛或輔助駕駛分析決策，具有廣闊的應(yīng)用前景[3]。

隨著車載、船載、機載等移動平臺對輕量化、低功耗、高可靠性成像設(shè)備需求的不斷增長，現(xiàn)有方案多采用分離式架構(gòu)，將可見光與紅外圖像處理模塊獨立設(shè)計，導(dǎo)致系統(tǒng)體積龐大、功耗偏高，且難以滿足實時性處理要求[4]。此外，復(fù)雜環(huán)境使用場景下的溫度劇烈變化、振動沖擊等因素，對上述現(xiàn)有系統(tǒng)方案的穩(wěn)定性與可靠性提出了更高要求。

針對上述問題，本研究提出一種基于主協(xié)處理器架構(gòu)的小型化雙光成像圖像處理平臺設(shè)計方案。通過采用RK3588與ZYNQ芯片構(gòu)建異構(gòu)計算系統(tǒng)，實現(xiàn)1080P可見光圖像與1 280×1 024分辨率非制冷紅外圖像的并行實時處理，并在軟件算法協(xié)同下完成雙光融合圖像的實時顯示。一體化設(shè)計理念的引入，有效解決了傳統(tǒng)分離式架構(gòu)的集成度難題，結(jié)合高效的硬件加速與算法優(yōu)化，在保證處理性能的同時顯著降低系統(tǒng)功耗。通過實物樣機的外場實測與高低溫環(huán)境測試，驗證了該平臺在復(fù)雜應(yīng)用場景下的穩(wěn)定可靠性，為車載、船載、機載等移動平臺的視覺感知系統(tǒng)提供了高性能、高適應(yīng)性的解決方案。


本文詳細內(nèi)容請下載：

http://ihrv.cn/resource/share/2000006834


作者信息：

劉旭東1，湯松濤2，張雷鳴2，葛敬濤1，季春雨1

（1.洛陽瑞極光電科技有限公司，河南 洛陽 471009；

2.河南科技大學(xué) 信息工程學(xué)院，河南 洛陽471009）


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