CN104298638B - 一种自适应光学处理平台 - Google Patents
一种自适应光学处理平台 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104298638B CN104298638B CN201410543823.9A CN201410543823A CN104298638B CN 104298638 B CN104298638 B CN 104298638B CN 201410543823 A CN201410543823 A CN 201410543823A CN 104298638 B CN104298638 B CN 104298638B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- machine
- module
- data
- processing platform
- bus
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 57
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title abstract description 7
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 30
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000013500 data storage Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 claims description 24
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 3
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 2
- 230000000153 supplemental effect Effects 0.000 claims 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 abstract description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000007306 turnover Effects 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 2
- PXMNMQRDXWABCY-UHFFFAOYSA-N 1-(4-chlorophenyl)-4,4-dimethyl-3-(1H-1,2,4-triazol-1-ylmethyl)pentan-3-ol Chemical compound C1=NC=NN1CC(O)(C(C)(C)C)CCC1=CC=C(Cl)C=C1 PXMNMQRDXWABCY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000009365 direct transmission Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F13/00—Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
- G06F13/38—Information transfer, e.g. on bus
- G06F13/382—Information transfer, e.g. on bus using universal interface adapter
- G06F13/385—Information transfer, e.g. on bus using universal interface adapter for adaptation of a particular data processing system to different peripheral devices
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/06—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the phase of light
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Small-Scale Networks (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
一种自适应光学处理平台，由机下模块通过机外数据传输总线与机上通讯，通过机上接收模块接收机外数据传输总线传输来的机下数据，然后把该数据直接通过机内通讯总线传输给主处理模块，主处理模块对数据进行处理后，可以通过机内通讯总线把数据传输到数据存储模块进行存储，也可以通过内存由主控制模块进行调用。另外需要控制的外部设备，其命令参数由主控计算机通过机外数据传输总线，传输相应机下模块，控制结果由机下模块通过机外数据传输总线上传给主控制模块。本发明解决了现有自适应光学系统波前校正处理中系统结构庞大，智能化低，不易更新升级等问题，尤其可应用于多激光导星、多哈德曼波前探测器和多变形镜下的自适应光学系统中。
Description
技术领域
本发明涉及自适应光学技术领域，特别是涉及自适应的实时数据处理与控制的一种自适应光学处理平台。
背景技术
目前自适应光学处理系统有以FPGA+DSP为主的微处理器平台和依靠计算机CPU处理的计算机平台。文献《SPARTA,the ESO Standard Platform for Adaptive optics RealTime》揭示了一种以FPGA+DSP为处理核心的通过VXP连接的处理平台；文献《An FPGA BasedComputing Platform for Adaptive Optics》揭示了一种以FPGA为主的处理平台；以上二种处理平台优点在于处理数据能力强，但由于涉及大量的电子设计和系统协同工作问题，不易升级，不易维护，程序固化，对某些随机情况很难做出快速反应。文献《Durhamadaptive optics real-time controller》揭示了一种以商业计算机为基础，通过软件编程实现自适应光学数据实时处理的一种处理平台，其优点在于容易升级维护，对某些随机情况可人为调整程序，但由于软件平台所限，处理数据能力有限，如需更大规模数据处理，必须另添加计算机，人机操作与计算机之间的协同操作性差。文献《Durham adaptiveoptics real-time controller》和文献《基于GPU计算的自适应光学变形镜的闭环控制方法》，揭示了GPU或者FPGA作为协处理器参与数据处理的方法，但其主要运算过程仍然在计算机中，并且无完整的总线和系统构架。文献：《一种适用于多传感器自适应光学系统的信号处理平台》，揭示了一种可用于自适应系统的信号处理平台，但其核心处理仍然为FPGA+DSP结构，本发明与上述文献在其原理以及系统构架上有根本不同。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种解决现有自适应光学系统波前校正处理中系统结构庞大，智能化低，不易更新升级等问题的自适应光学处理平台。
采用的技术方案是：
一种自适应光学处理平台，包括机下模块、机上收发模块、机上处理模块、数据存储模块、主控制模块、机内通讯总线、机外数据传输总线、机外10G以太网通讯总线。所述的机下模块、机内通讯总线和主控制模块为处理平台的核心，数据计算主要工作由机上处理模块完成，机上处理模块由一个或若干个GPU图形处理器组成，并连接机内通讯总线，主控制模块由计算机组成，主要完成控制任务。输入处理平台的图像数据由机下模块采集并统一为标准协议，通过机外数据传输总线传输给机上收发模块；输出处理平台的命令、参数数据由主控制模块产生并统一为标准协议，通过机上收发模块发送给机下模块。数据存储模块可以对机内通讯总线上的数据进行存储，此存储的数据可以是机上收发模块所接到的数据，也可以是机上收发模块处理过的数据，对存储数据的选择由主控制模块决定。
上述的机下模块分为三类，第一类机下模块连接沙克-哈德曼波前探测器，其主要数据是图像数据；第二类机下模块功能为控制激光导星，其主要数据是机上传送过来的命令和参数；第三类机下模块功能为控制DM变形镜，其主要数据是机上传送过来的命令和DM形变量。三类模块对机上的通讯协议相同，都由机外数据传输总线实现数据与机上收发模块的相互交换。
上述的机上收发模块是机内通讯总线、机外数据传输总线、机外10G以太网通讯总线三条总线的集合点，其硬件设计由高性能FPGA完成，通过PCIEx插槽固定在计算机内部。
上述的机上处理模块是由一块或几块商用GPU构成，通过PCIEx插槽固定在计算机内部，支持点对点数据传输。
上述的数据存储模块是由一块或几块商用高速固态硬盘组成，通过PCIEx插槽固定在计算机内部，支持点对点数据传输。
上述的机内通讯总线是支持点对点数据传输，即连接在机内通讯总线上的各个单元模块，可以直接传输数据而不是通过计算机内存传输。
上述的主控制模块核心为计算机CPU，4核、8核或更多，由实际运算量决定。
上述的机外数据传输总线为光纤传输，其协议为自定义协议，连接机下模块；机外10G以太网通讯总线为网线传输，其协议遵守网络UDP协议，连接系统外部设备。
本发明的优势：
1、本发明提出并定义进出系统的数据总线硬件组成及协议；定义系统内部的数据总线硬件组成及协议，使之在保证实时处理前提下规范数据流格式，使升级拓展成为可能。
2、定义数据处理单元所用硬件组成及数据连接方式，定义主控单元所用硬件组成及承担的部分计算和调配任务范围。用GPU代替软件计算机编程或硬件FPGA+DSP结构，规范了数据处理形式，在保证实时处理的前提下，脱离了硬件束缚，使之随GPU的更新换代而提高整个系统的性能。
3、定义三类机下单元的硬件组成。规范进入系统的数据格式，便于建立一套可以应用多激光导星、多哈德曼波前探测器和多变形镜的自适应光学信号处理平台。
4、本发明以总线结构为基础，完成各个外设的数据连接，支持某一对外设点对点的数据传输，从而保证了数据处理的实时性。
附图说明
图1是系统组成示意图。
具体实施方式
一种自适应光学处理平台，包括机下模块4、机上收发模块5、机上处理模块8、数据存储模块7、主控制模块6、机内通讯总线9、机外数据传输总线12、机外10G以太网通讯总线10。所述机下模块为三类，包括处理沙克-哈德曼波前传感数据类1，其主要数据是图像数据；处理激光导星控制类2，其主要数据是机上传送过来的命令和参数；处理DM变形镜控制类3，其主要数据是机上传送过来的命令和DM形变量。三类模块与机上的进出通讯方式为自定义字头的高速光纤；本处理系统与外部其他系统11的通讯进出方式为10G以太网(协议为UDP或者TCP/IP)，机上内部的数据总线为PCIEx，机上的单元模块全部与PCIEx总线连接，这些单元模块包括：由FPGA为核心负责与机下或外部系统通讯的机上收发模块5；由一块或几块GPU板卡组成的机上处理模块8负责大部分数据运算，另一小部分与控制有关的运算由主控制模块6完成；由一块或几块高速固态硬盘组成数据存储模块7，完成对数据的存储工作。主控制模块6主要由高性能计算机4核CPU构成，主要负责人机界面、系统参数与控制量的实时修改、数据流的调配、监测系统运行等功能，并参与一部分与控制有关的数据处理。所述机各模块之间通过机内通讯总线9支持不通过计算机的点对点的高速传输，节约系统时间开销保证数据处理的实时性。所述机上处理模块、数据存储模块和主控模块为可购买的商用产品，所述机上内部的通讯总线为标准PCIEx协议，所述机外10G以太网通讯总线为标准10GUDP或10GTCP/IP协议。所述商用产品和标准协议，可随其产品更新换代本系统可随之提高系统性能。
Claims (8)
1.一种自适应光学处理平台，包括机下模块、机上收发模块、机上处理模块、数据存储模块、主控制模块、机内通讯总线、机外数据传输总线、机外10G以太网通讯总线，其特征在于所述的机下模块和主控制模块为处理平台的核心，数据计算主要工作由机上处理模块完成，机上处理模块由一个或若干个GPU图形处理器组成，并连接机内通讯总线，主控制模块由计算机组成，主要完成控制任务；输入处理平台的图像数据由机下模块采集并统一为标准协议，通过机外数据传输总线传输给机上收发模块；输出处理平台的命令、参数数据由主控制模块产生并统一为标准协议，通过机上收发模块发送给机下模块；数据存储模块可以对机内通讯总线上的数据进行存储，此存储的数据可以是机上收发模块所接到的数据，也可以是机上收发模块处理过的数据，对存储数据的选择由主控制模块决定。
2.根据权利要求1所述的一种自适应光学处理平台，其特征在于所述的机下模块分为三类，第一类机下模块连接沙克-哈德曼波前探测器，其主要数据是图像数据；第二类机下模块功能为控制激光导星，其主要数据是机上传送过来的命令和参数；第三类机下模块功能为控制DM变形镜，其主要数据是机上传送过来的命令和DM形变量，三类模块对机上的通讯协议相同，都由机外数据传输总线实现数据与机上收发模块的相互交换。
3.根据权利要求1所述的一种自适应光学处理平台，其特征在于所述的机上收发模块是机内通讯总线、机外数据传输总线、机外10G以太网通讯总线三条总线的集合点，其硬件设计由高性能FPGA完成，通过PCIEx插槽固定在计算机内部，支持点对点数据传输。
4.根据权利要求1所述的一种自适应光学处理平台，其特征在于所述的机上处理模块是由一块或几块商用GPU构成，通过PCIEx插槽固定在计算机内部，支持点对点数据传输。
5.根据权利要求1所述的一种自适应光学处理平台，其特征在于所述的数据存储模块是由一块或几块商用高速固态硬盘组成，通过PCIEx插槽固定在计算机内部，支持点对点数据传输。
6.根据权利要求1所述的一种自适应光学处理平台，其特征在于所述的机内通讯总线是支持点对点数据传输，即连接在机内通讯总线上的各个单元模块，可以直接传输数据而不是通过计算机内存传输。
7.根据权利要求1所述的一种自适应光学处理平台，其特征在于所述的主控制模块核心为计算机CPU，4核、8核或更多，由实际运算量决定。
8.根据权利要求1所述的一种自适应光学处理平台，其特征在于所述的机外数据传输总线为光纤传输，其协议为自定义协议，连接机下模块；机外10G以太网通讯总线为网线传输，其协议遵守网络UDP协议，连接系统外部设备。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410543823.9A CN104298638B (zh) | 2014-10-15 | 2014-10-15 | 一种自适应光学处理平台 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410543823.9A CN104298638B (zh) | 2014-10-15 | 2014-10-15 | 一种自适应光学处理平台 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104298638A CN104298638A (zh) | 2015-01-21 |
| CN104298638B true CN104298638B (zh) | 2017-02-08 |
Family
ID=52318368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410543823.9A Expired - Fee Related CN104298638B (zh) | 2014-10-15 | 2014-10-15 | 一种自适应光学处理平台 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104298638B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107171170A (zh) * | 2017-04-12 | 2017-09-15 | 沈阳理工大学 | 一种带闭环自适应机构的激光光束整形装置 |
| CN107357748A (zh) * | 2017-07-05 | 2017-11-17 | 沈阳理工大学 | 一种用于自适应光学的预处理系统 |
| CN111983800A (zh) * | 2020-09-02 | 2020-11-24 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种自适应光学系统 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101441322A (zh) * | 2008-12-29 | 2009-05-27 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 基于gpu计算的自适应光学变形镜的闭环控制方法 |
| CN102147530A (zh) * | 2011-03-31 | 2011-08-10 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 适用于液晶自适应光学系统的快速波前重构方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2372515B2 (es) * | 2008-01-15 | 2012-10-16 | Universidad De La Laguna | Cámara para la adquisición en tiempo real de la información visual de escenas tridimensionales. |
-
2014
- 2014-10-15 CN CN201410543823.9A patent/CN104298638B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101441322A (zh) * | 2008-12-29 | 2009-05-27 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 基于gpu计算的自适应光学变形镜的闭环控制方法 |
| CN102147530A (zh) * | 2011-03-31 | 2011-08-10 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 适用于液晶自适应光学系统的快速波前重构方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104298638A (zh) | 2015-01-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104298638B (zh) | 一种自适应光学处理平台 | |
| CN203894609U (zh) | 一种供水管网无线监控系统 | |
| CN103941648A (zh) | 多轴运动控制系统及其控制方法 | |
| CN105163510B (zh) | 一种基于EtherCAT总线的贴片机控制系统 | |
| JP2009516275A (ja) | 航空機のモジュール式アビオニクス装置 | |
| CN101794131A (zh) | 产业用控制器 | |
| CN106062648A (zh) | 控制器 | |
| CN102854870A (zh) | 一种分布式控制系统和数据报表生成方法 | |
| US8630723B2 (en) | Method for controlling behavioral intervention of a submodule | |
| EP2551735B1 (en) | Fieldbus adapter and method of using fieldbus adapter | |
| CN104135214A (zh) | 飞行仿真转台的嵌入式电机模块化伺服控制器 | |
| CN106125676A (zh) | 一种机器人控制系统 | |
| CN106502259A (zh) | 电力巡检用小型光电吊舱控制装置、吊舱、无人机及方法 | |
| CN205766165U (zh) | 机器人控制系统 | |
| CN108015771A (zh) | 一种工业机器人控制系统 | |
| CN104468404A (zh) | 一种缓冲区配置方法及装置 | |
| CN205983171U (zh) | 一种机器人控制系统 | |
| CN104050131B (zh) | 片上系统及其操作方法 | |
| CN114201792B (zh) | 一种数字孪生模型多时空尺度融合方法和系统 | |
| KR102580821B1 (ko) | 자동화 디바이스용 확장 디바이스 | |
| CN114466043A (zh) | 车联网系统、智能驾驶控制方法及其设备 | |
| CN204790534U (zh) | 水泥厂生产状态控制系统 | |
| TWM488389U (zh) | 一種控制系統 | |
| CN104486386A (zh) | 车用传感器标定方法和系统 | |
| CN104991513A (zh) | 基于fpga高速通讯方法的横机数控系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20171213 Address after: 130000 Mingxi Road, hi-tech North District, Changchun, Jilin Province, room C301-2, room 1759 Patentee after: CHANGCHUN RUISHI PHOTOELECTRIC TECHNOLOGY CO.,LTD. Address before: 110159 Liaoning Province, Shenyang Hunnan New District Nanping Road No. 6 Patentee before: SHENYANG LIGONG University |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170208 |