CN107305697B - 一种基于显卡dvi接口的目标模拟器实时驱动系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于显卡DVI接口的目标模拟器实时驱动系统，该系统包括：DVI传输接口，用于与图形工作站和目标模拟器建立数据通信；同步传输控制模块，基于DVI传输接口输出的场频信号，向动态场景图像仿真模块发送仿真启动信号，并与目标模拟器建立同步数据传输；动态场景图像仿真模块，基于所述仿真启动信号，对从外部设备获取的待测试动态场景数据进行仿真分析，并将仿真图像数据存入帧缓存。本发明进一步公开了一种基于显卡DVI接口的目标模拟器实时驱动方法。本发明所述技术方案缩短了辐射场景输出延时，并保证了延时稳定性，进而极大提高半实物动态场景仿真置信度。
Description
技术领域
本发明涉及图像数据传输，特别是涉及一种基于显卡DVI接口的目标模拟器实时驱动系统及方法。
背景技术
动态图像场景仿真是半实物仿真试验的重要环节。图像计算机显卡GPU具有强大的图形渲染及并行计算能力，目前国内外主流复杂场景建模软件平台全部基于显卡图形引擎实现。图形计算机生成的仿真场景图像经显卡标准DVI接口输出给目标模拟器刷新产生辐射场景。然而，由于DVI遵循视频传输的工业标准，存在固有传输延时。经测试，帧频为100Hz时，从图像生成计算机接收仿真主机实时解算的仿真数据开始，至目标模拟器产生仿真场景，测试有大于40ms的不稳定延时，严重降低半实物仿真系统的精度和可靠性。利用GPU图像渲染能力，研究动态图像数据短延时稳定传输技术，研究实时驱动目标模拟器的新方法，是动态场景实时仿真亟待解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于显卡DVI接口的目标模拟器实时驱动系统及方法，以解决现有技术中辐射场景输出延时高，延时稳定性差的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：
一种基于显卡DVI接口的目标模拟器实时驱动系统，该系统包括：
显卡DVI传输接口，用于与图形工作站和目标模拟器建立数据通信；
同步传输控制模块，基于显卡DVI传输接口输出的场频信号，向动态场景图像仿真模块发送仿真启动信号，并与目标模拟器建立同步数据传输；
动态场景图像仿真模块，基于所述仿真启动信号，对从外部设备获取的待测试动态场景数据进行仿真分析，并将仿真图像数据存入帧缓存。
优选地，该系统进一步包括：仿真周期评估模块，用于将仿真图像数据生成的时间控制在帧周期内。
优选地，所述仿真图像数据生成时间包括：测试数据载入时间和场景变换及动态场景渲染时间。
优选地，该系统进一步包括：同步曝光模块，用于调整曝光时间点。
优选地，该系统进一步包括：图形工作站，为驱动系统提供硬件平台支持和动态场景数据。
一种基于显卡DVI接口的目标模拟器实时驱动方法，该方法的步骤包括：
S1、利用显卡DVI接口，从图形工作站载入待测试的动态场景数据；
S2、基于显卡DVI传输接口输出的场频信号，向动态场景图像仿真模块发送仿真启动信号，并与目标模拟器建立同步数据传输；
S3、基于所述仿真启动信号，对从外部设备获取的待测试动态场景数据进行仿真分析，并将仿真图像数据存入帧缓存；
S4、通过显卡DVI接口将帧缓存中的仿真图像数据传输至目标模拟器的内存。
优选地，保证仿真图像数据生成的时间在帧周期内。
优选地，所述仿真图像数据生成时间包括：测试数据载入时间和场景变换及动态场景渲染时间。
优选地，调整曝光时间点，使目标模拟器与观测设备同步曝光。
本发明的有益效果如下：
本发明所述技术方案能够缩短了辐射场景输出延时，并保证了延时稳定性，进而极大提高半实物动态场景仿真置信度。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明；
图1示出本发明所述的目标模拟器实时驱动系统的示意图；
图2示出本发明所述的目标模拟器实时驱动方法的示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
如图1所示，本发明公开了一种基于显卡DVI接口的目标模拟器实时驱动系统，该系统包括：用于与图形工作站和目标模拟器建立数据通信的DVI传输接口；基于DVI传输接口输出的场频信号，向动态场景图像仿真模块发送仿真启动信号，并与目标模拟器建立同步数据传输的同步传输控制模块；以及，基于所述仿真启动信号，对从外部设备获取的待测试动态场景数据进行仿真分析，并将仿真图像数据存入帧缓存的动态场景图像仿真模块。该系统进一步包括：用于将仿真图像数据生成的时间控制在帧周期内的仿真周期评估模块和用于调整曝光时间点的同步曝光模块。本方案中，所述仿真图像数据生成时间包括：测试数据载入时间和场景变换及动态场景渲染时间。本方案中，可以采用图形工作站为驱动系统提供硬件平台支持和动态场景数据。
如图2所示，本发明进一步公开了一种基于显卡DVI接口的目标模拟器实时驱动方法，该方法的步骤包括：
S1、利用DVI接口，从图形工作站载入待测试的动态场景数据；
S2、基于DVI传输接口输出的场频信号，向动态场景图像仿真模块发送仿真启动信号，并与目标模拟器建立同步数据传输；即实时系统利用场同步信号启动图像计算；目标模拟器利用同步信号建立同步数据传输；
S3、基于所述仿真启动信号，对从外部设备获取的待测试动态场景数据进行仿真分析，并将仿真图像数据存入帧缓存；同时需要保证仿真图像数据生成的时间在帧周期内；
S4、通过DVI接口将帧缓存中的仿真图像数据传输至目标模拟器的内存，同时，调整曝光时间点，使目标模拟器与观测设备同步曝光。
下面通过一组实施例对本发明做进一步说明：
本专本方案公开了一种基于显卡DVI接口的目标模拟器实时驱动系统及方法，缩短了辐射场景输出延时，并保证了延时稳定性，进而极大提高半实物动态场景仿真置信度。该方案的具体内容如下：
1、搭建基于显卡DVI接口的目标模拟器实时驱动系统
基于显卡DVI接口的目标模拟器实时驱动系统，包括：图形工作站、显卡DVI传输接口、动态场景图像仿真模块、动态场景图像仿真周期评估模块、同步传输控制模块、同步曝光模块；。
图形工作站功能为：是支撑实时驱动系统场景图像生成、图像仿真周期评估、同步控制等功能实现的硬件平台；
显卡DVI传输接口功能：用于连接图形工作站和目标模拟器，实现图像数据高速传输；
动态场景图像仿真模块功能为：用于实现动态场景图像实时计算及渲染，生成的仿真图像数据存入帧缓存；
动态场景图像仿真周期评估模块：用于测试动态仿真图像数据生成时间，确保在帧周期时间内完成；
同步控制模块功能为：用于同步控制图像计算渲染及同步数据传输；
同步曝光模块功能为：用于调整曝光时间点，保证目标模拟器与观测系统的曝光同步。
2、利用动态场景图像仿真周期评估模块确保图像仿真在帧周期内时间
利用动态场景图像仿真周期评估模块测试数据载入时间、场景变换及动态场景渲染时间，优化模型及算法保证动态场景图像仿真整体时间小于帧周期，进而保证每帧显卡前后缓存交换前图像数据准备就绪，完成前后缓存数据交换。
3、动态场景图像实时仿真模块实现动态场景图像实时仿真
在规定时间内完成光学特性及仿真数据导入，完成三维模型变换及场景变换，确定每帧观测设备观测视角的目标姿态、目标张角等几何关系，真实复现观测设备在不同成像距离、观测角度下实时观测的目标张角、几何形态及运动特性图像仿真，在计算帧缓存中渲染成二维图像；
4、利用同步控制模块同步控制仿真图像计算渲染及同步传输
同步控制模块采集DVI输出的场频信号控制图像仿真计算启动，图像数据在帧周期内准备就绪，同步控制模块同步控制驱动数据传输至目标模拟器内存，目标模拟器完成硬件刷新；
5、利用同步曝光模块实现同步曝光
目标模拟器刷新数据准备就绪后，同步曝光模块分析观测目标模拟器的系统观测周期，通过调整每个周期内的曝光起始点，保证目标模拟器与观测系统同步曝光，保证在观测设备曝光期间看到稳定、无闪烁图像，避免观测到假灰度图像。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (5)
1.一种基于显卡DVI接口的目标模拟器实时驱动系统，其特征在于，该系统包括：
显卡DVI传输接口，用于与图形工作站和目标模拟器建立数据通信；
同步传输控制模块，基于显卡的场频信号，向动态场景图像仿真模块发送仿真启动信号，并同步目标模拟器建立同步数据传输；
动态场景图像仿真模块，基于所述仿真启动信号，对从外部设备获取的待测试动态场景数据进行仿真分析，并将仿真图像数据存入帧缓存；
仿真周期评估模块，用于将仿真图像数据生成的时间控制在帧周期内；
所述仿真图像数据生成时间包括：测试数据载入时间和场景变换及动态场景渲染时间。
2.根据权利要求1所述的目标模拟器实时驱动系统，其特征在于，该系统进一步包括：同步曝光模块，用于调整曝光时间点。
3.根据权利要求1所述的目标模拟器实时驱动系统，其特征在于，该系统进一步包括：图形工作站，为驱动系统提供硬件平台支持和动态场景数据。
4.一种基于显卡DVI接口的目标模拟器实时驱动方法，其特征在于，该方法的步骤包括：
S1、利用显卡DVI接口，从图形工作站载入待测试的动态场景数据；
S2、基于显卡DVI传输接口输出的场频信号，向动态场景图像仿真模块发送仿真启动信号，并与目标模拟器建立同步数据传输；
S3、基于所述仿真启动信号，对从外部设备获取的待测试动态场景数据进行仿真分析，并将仿真图像数据存入帧缓存；
S4、通过显卡DVI接口将帧缓存中的仿真图像数据传输至目标模拟器的内存；
保证仿真图像数据生成的时间在帧周期内；
所述仿真图像数据生成时间包括：测试数据载入时间和场景变换及动态场景渲染时间。
5.根据权利要求4所述的目标模拟器实时驱动方法，其特征在于，调整曝光时间点，使目标模拟器与观测设备同步曝光。
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