CN109341868B - 一种灵敏度自动测试系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种灵敏度自动测试系统及方法，所述系统包括：控制设置模块、采集设置模块、控制黑体到位模块、转台位置控制模块、压像元判断模块和数据采集保存模块。首先通过控制设置模块对背景黑体温度进行设置及系统压像元位置设置，再通采集设置模块对采集帧数及采集数据保存位置等进行设置，由控制黑体到位模块获取背景黑体温度到位的情况，由转台位置控制模块获取转台位置到位的情况，再由压像元判断模块获取压像元位置到位的情况，在背景黑体温度到位、转台位置到位、压像元位置到位后，通过数据采集保存模块完成对红外图像的采集及保存，后续通过对图像数据的处理计算得到红外成像系统的灵敏度。本发明实现简单，完成了测试过程中的自动化，解决以往测试中的费时、费力、产品研制周期长的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种灵敏度自动测试系统及方法。
背景技术
以往的红外成像系统的灵敏度测试过程中，需要设计师手动的设置目标和背景黑体温度以及转台的位置，使目标在像面上固定点的位置上成像。然后通过对红外图像灰度数据的计算得到系统的灵敏度。这种传统的方法费人费力，当灵敏度要求的测试点多的时候，例如要求测试几百个点的灵敏度的时候，这种传统的靠人工进行灵敏度测试的方法花费的时间就相当长，严重影响产品的生产周期。本发明涉及到一种灵敏度自动测试方法，用于解决传统测试方法的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种灵敏度自动测试系统，解决以往红外成像系统灵敏度测试费时、费力的问题。
有鉴于此，本发明提供的技术方案是：一种灵敏度自动测试系统，其特征在于，包括：
控制设置模块，用于对背景黑体温度，以及系统压像元位置进行控制参数设置，并进行输出；
采集设置模块，用于接收控制参数，对数据格式进行采集参数设置，并进行输出；
控制黑体到位模块，用于接收采集参数，并与黑体进行通讯，获取黑体温度到位的信息，并进行输出；
转台位置控制模块，用于接收黑体温度到位的信息，并与转台进行通讯，获取转台位置到位的信息，并进行输出；
压像元判断模块，用于根据转台位置到位的信息判断判断目标位置与转台位置是否一致，如果是，获取位置信息，如果否，输出指令至转台位置控制模块，直到目标位置与转台位置一致；
数据采集保存模块，用于接收所述位置数据信息，完成对红外图像的采集及保存。
本发明的另一目的在于提供一种灵敏度自动测试方法，其特征在于，包括：
控制设置模块对背景黑体温度，以及系统压像元位置进行控制参数设置，并进行输出；
采集设置模块接收控制参数，对数据格式进行采集参数设置，并进行输出；
控制黑体到位模块接收采集参数，并与黑体进行通讯，获取黑体温度到位的信息，并进行输出；
转台位置控制模块接收黑体温度到位的信息，并与转台进行通讯，获取转台位置到位的信息，并进行输出；
压像元判断模块根据转台位置到位的信息判断判断目标位置与转台位置是否一致，如果是，获取位置信息，如果否，输出指令至转台位置控制模块，直到目标位置与转台位置一致；
数据采集保存模块接收所述位置数据信息，完成对红外图像的采集及保存。
本发明实现了以下显著的有益效果：
实现简单，首先通过控制设置模块对背景黑体温度进行设置及系统压像元位置设置，再通采集设置模块对采集帧数及采集数据保存位置等进行设置，由控制黑体到位模块获取背景黑体温度到位的情况，由转台位置控制模块获取转台位置到位的情况，再由压像元判断模块获取压像元位置到位的情况，在背景黑体温度到位、转台位置到位、压像元位置到位后，通过数据采集保存模块完成对红外图像的采集及保存，后续通过对图像数据的处理计算得到红外成像系统的灵敏度。能长时间的无需用户对实验进行干预，自动按照设置的实验条件，自动操作各项设备并记录图像数据。减轻人的工作量。实现了红外成像系统灵敏度自动测试的功能，解决以往测试中的实时性低，费时费力的问题，实现了自动化测试，提高了型号研制的周期。
附图说明
图1为本发明的一种灵敏度自动测试方法的流程图。
附图标记示意
1.控制设置模块 2.采集设置模块 3.控制黑体到位模块
4.转台位置控制模块 5.压像元判断模块 6.数据采集保存模块
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图均采用非常简化的形式且均适用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
需要说明的是，为了清楚地说明本发明的内容，本发明特举多个实施例以进一步阐释本发明的不同实现方式，其中，该多个实施例是列举式而非穷举式。此外，为了说明的简洁，前实施例中已提及的内容往往在后实施例中予以省略，因此，后实施例中未提及的内容可相应参考前实施例。
虽然该发明可以以多种形式的修改和替换来扩展，说明书中也列出了一些具体的实施图例并进行详细阐述。应当理解的是，发明者的出发点不是将该发明限于所阐述的特定实施例，正相反，发明者的出发点在于保护所有给予由本权利声明定义的精神或范围内进行的改进、等效替换和修改。同样的元器件号码可能被用于所有附图以代表相同的或类似的部分。
请参照图1，本发明的一种灵敏度自动测试系统，包括：控制设置模块1，用于对背景黑体温度，以及系统压像元位置进行控制参数设置，并进行输出；采集设置模块2，用于接收控制参数，对数据格式进行采集参数设置，并进行输出；控制黑体到位模块3，用于接收采集参数，并与黑体进行通讯，获取黑体温度到位的信息，并进行输出；转台位置控制模块4，用于接收黑体温度到位的信息，并与转台进行通讯，获取转台位置到位的信息，并进行输出；压像元判断模块5，用于根据转台位置到位的信息判断判断目标位置与转台位置是否一致，如果是，获取位置信息，如果否，输出指令至转台位置控制模块，直到目标位置与转台位置一致；数据采集保存模块6，用于接收所述位置数据信息，完成对红外图像的采集及保存。
在一个实施例中，还包括数据分析模块，用于接收所述数据采集保存模块的数据信息，进行分析处理，获取红外成像系统的灵敏度。
在一个实施例中，所述控制黑体到位模块通过RS232接口与黑体进行通讯。
在一个实施例中，所述转台位置控制模块通过RS485接口与转台进行通讯。
本发明还提供一种灵敏度自动测试方法，包括：控制设置模块对背景黑体温度，以及系统压像元位置进行控制参数设置，并进行输出；采集设置模块接收控制参数，对数据格式进行采集参数设置，并进行输出；控制黑体到位模块接收采集参数，并与黑体进行通讯，获取黑体温度到位的信息，并进行输出；转台位置控制模块接收黑体温度到位的信息，并与转台进行通讯，获取转台位置到位的信息，并进行输出；压像元判断模块根据转台位置到位的信息判断判断目标位置与转台位置是否一致，如果是，获取位置信息，如果否，输出指令至转台位置控制模块，直到目标位置与转台位置一致；数据采集保存模块接收所述位置数据信息，完成对红外图像的采集及保存。
在一个实施例中，还包括：数据分析模块接收所述数据采集保存模块的数据信息，进行分析处理，获取红外成像系统的灵敏度。
在一个实施例中，所述采集设置模块接收控制参数，对数据格式进行采集参数设置，并进行输出，包括：采集设置模块还进行采集帧数的设置及采集数据保存路径的设置。
在一个实施例中，所述控制黑体到位模块接收采集参数，并与黑体进行通讯，获取黑体温度到位的信息，并进行输出，包括：对黑体的温度进行控制及查询黑体的实时温度。
在一个实施例中，所述转台位置控制模块接收黑体温度到位的信息，并与转台进行通讯，获取转台位置到位的信息，并进行输出，包括：控制转台的方位与俯仰角度以及显示转台的实时方位与俯仰位置。
在一个实施例中，所述压像元判断模块根据转台位置到位的信息判断判断目标位置与转台位置是否一致，如果是，获取位置信息，如果否，输出指令至转台位置控制模块，直到目标位置与转台位置一致，包括：根据当前图像中目标位置与预置位置的相隔情况自动控制转台方位与俯仰位置。
作为具体的实施例，本发明的一种灵敏度自动测试方法的实现所需设备包括：控制设置模块、采集设置模块、控制黑体到位模块、转台位置控制模块、压像元判断模块和数据采集保存模块。
其具体步骤为：
第一步 控制设置模块
控制设置模块主要用于控制相关参数的设置。主要包括背景和目标黑体温度设置、系统压像元位置设置。
第二步 采集设置模块
采集设置模块主要用于设置采集过程中的相关参数。主要包括采集帧数的设置、采集数据格式的设置及采集数据保存路径的设置等。
第三步 控制黑体到位模块
黑体控制模块主要功能是通过RS232接口与黑体进行通讯，控制黑体的温度以及查询黑体的实时温度。用户对黑体的温度进行输入或在自动测试时读取预置参数，通过发送预置的黑体控制指令与黑体通讯以达到对黑体的控制。在工作时每0.5秒读取一次黑体的温度，在人机交互界面进行显示。黑体控制模块读取黑体的到位信号后会通过回调通知其他应用层，用户在设置某温度点后待黑体到位后通过软件进行通知，方便进行后续试验。
第四步 转台位置控制模块
转台控制模块主要功能是通过RS485接口与转台进行通讯，控制转台的方位与俯仰角度以及查询转台的实时方位与俯仰位置。操作者可在控制面板上远程控制转台的工作模式、工作速率等等。
第五步 压像元判断模块
压像元模块的功能是在均匀背景图像中。将不在与转台设置位置一直的目标移动到设置的位置，软件会根据当前图像中目标位置与预置位置的相隔情况自动控制转台方位与俯仰位置，使转台转动，待目标位置与预置位置重合后，再继续进行采集图形数据实验。
第六步 数据采集保存模块
数据采集保存模块是数据采集软件的核心模块，封装了对高速数据采集卡的相关操作。它负责采集高速数据采集卡接收到的探测器设备传输过来的图像数据。并将数据传输模块内的双缓冲内存区内的数据转存到存储介质中，以方便试验后对数据进行详细分析。
作为具体的扩展实施例，本发明的方法具体步骤为：
第一步 控制设置模块
控制设置模块主要用于控制相关参数的设置。主要包括背景和目标黑体温度设置、系统压像元位置设置。软件编制完成后，操作人员可以在人机交互界面上进行控制参数设置。在软件人机交互界面上有设置背景黑体温度和设置目标黑体温度的对话框，操作者可以根据灵敏度测试的要求，在对话框中输入不同的温度值，例如在背景黑体温度设置对话框中输入“20”，在目标黑体温度设置对话框中输入“40”。系统压像元位置设置在软件中设置为一个按钮，操作者点击系统压像元位置设置按钮，软件便弹出加载像元位置对话框，操作者可在此对话框中加载像元位置，可以加载一个像元位置，也可以加载多个像元位置。
第二步 采集设置模块
采集设置模块主要用于设置采集过程中的相关参数。主要包括采集帧数的设置、采集数据格式的设置及采集数据保存路径的设置等。软件编制完成后，操作人员可以在人机交互界面上进行采集参数设置。在软件人机交互界面上有采集帧数设置、采集数据格式设置及采集数据保存路径设置等的对话框，操作者可以根据灵敏度测试不同的要求，在对话框中输入不同的参数值，例如在采集帧数设置对话框中输入“2000”，表明本次测试需采集2000帧的图像数据；在采集数据格式设置对话框中输入“dat”，表明本次测试采集的图像数据格式是.dat格式的。在采集数据保存路径设置对话框中输入“E：\灵敏度测试第一次数据”表明本次测试采集的数据自动保存在E盘“灵敏度测试第一次数据”的文件夹中。
第三步 控制黑体到位模块
黑体控制模块主要功能是通过RS232接口与黑体进行通讯，控制黑体的温度以及显示黑体的实时温度。操作者在应用软件人机交互界面上对黑体的温度进行控制及查询黑体的实时温度。操作者通过第一步在软件人机交互界面上设置了背景黑体和目标黑体温度后，点击软件人机交互界面上的设置按钮，目标黑体和背景黑体的温度设定值便通过RS232接口将控制指令发送给黑体，黑体便开始相应的升温或降温工作。同时软件又可以通过RS232接口读取背景黑体和目标黑体的实时温度值，并将背景黑体和目标黑体的实时温度值显示在软件的人机交互界面上。在工作时应用软件每0.5秒读取一次黑体的温度，在人机交互界面进行显示。当黑体控制模块读取黑体的温度到位信号(即黑体的实际温度达到操作者在第一步中设置的温度值)后会通知其他应用层，方便进行后续试验。
第四步转台位置控制模块
转台控制模块主要功能是通过RS485接口与转台进行通讯，控制转台的方位与俯仰角度以及显示转台的实时方位与俯仰位置。软件开发完成后，操作者在应用软件人机交互界面上完成对转台的控制及转台位置的显示。首先在人机交互界面的转台方位角设置和俯仰角设置对话框中输入灵敏度测试需要的角度值，例如在方位角位置设置对话框中输入“5”，在俯仰角设置对话框中输入“55”表明需要让转台方位转到5度的位置，俯仰转到55度的位置。设置完成后，点击“转台控制按钮”控制指令就通过RS485接口发送给转台，转台开始工作。同时软件又可以通过RS485接口读取转台实时的方位角位置和俯仰角位置，并将背转台实时的方位角位置和俯仰角位置显示在软件的人机交互界面上。在工作时应用软件每0.5秒读取一次转台的方位角位置和俯仰角位置，在人机交互界面进行显示。当转台位置控制模块读取转台到位信号(即转台的方位或俯仰的实际位置达到操作者设置的位置值)后会通知其他应用层，方便进行后续试验。
第五步 压像元判断模块
压像元判断模块的功能是在均匀背景图像中。将不与第一步操作中压像元设置中加载的压像元的位置一致的目标移动到设置的位置，软件会根据当前图像中目标位置与预置位置的相隔情况自动控制转台方位与俯仰位置，例如在第一步压像元设置中加载的压像元位置坐标为(128，128)。应用软件通过采集的图像数据得到目标的位置坐标为(120，130)。说明目前的目标位置不在压像元设置的位置中，需调整转台将目标移动到(128，128)位置上。软件计算方位方向上需正向移动128-120＝8个像素的距离，俯仰方向上需要负向移动130-128＝2个像素的距离。应用软件将方位、俯仰方向上移动的距离自动换算成转台转动的角度值填写到第四步转台控制模块中方位、俯仰两方向的设置对话框中，同时启动转台控制按钮”，通过RS484通讯接口控制转台转动，使目标在像面上到达(128， 128)位置坐标上。由于转台属于机械步进电机控制，需将上述步骤重复循环运行，最终使目标在像面的位置与压像元设置的位置保持一致为止。待目标位置与压像元位置重合后，再继续进行采集图像数据的灵敏度测试。
第六步 数据采集保存模块
数据采集保存模块是数据采集软件的核心模块，封装了对高速数据采集卡的相关操作。它负责采集高速数据采集卡接收到的探测器设备传输过来的图像数据。并将数据传输模块内的双缓冲内存区内的数据转存到存储介质中，后续对数据进行数据分析计算处理得到红外成像系统的灵敏度。基本的图像数据计算处理功能包括时域均值、标准差计算；空域均值、标准差计算；最大值、最小值统计以及能量集中度计算。操作者也可以通过选框/选点的方式完成指定区域内图像处理。时域均值、标准差计算；空域均值、标准差计算；最大值、最小值统计等数据计算分析功能均以菜单的形式显示在软件的人机交互界面上，例如选定 128×128大小的图像数据，该图像数据的空域均值、标准差、最大值、最小值等均实时地显示在软件的人机交互界面上。操作者可以方便的获取想要的数据。整个过程均由软件操作实现，完成了测试过程中的自动化，解决以往测试中的费时、费力、产品研制周期长的问题。
本发明实现了以下显著的有益效果：
实现简单，首先通过控制设置模块对背景黑体温度进行设置及系统压像元位置设置，再通采集设置模块对采集帧数及采集数据保存位置等进行设置，由控制黑体到位模块获取背景黑体温度到位的情况，由转台位置控制模块获取转台位置到位的情况，再由压像元判断模块获取压像元位置到位的情况，在背景黑体温度到位、转台位置到位、压像元位置到位后，通过数据采集保存模块完成对红外图像的采集及保存，后续通过对图像数据的处理计算得到红外成像系统的灵敏度。能长时间的无需用户对实验进行干预，自动按照设置的实验条件，自动操作各项设备并记录图像数据。减轻人的工作量。实现了红外成像系统灵敏度自动测试的功能，解决以往测试中的实时性低，费时费力的问题，实现了自动化测试，提高了型号研制的周期。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而非对实施方式的限定。对于所属技术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。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍属于本发明创造的保护范围。
Claims (2)
1.一种灵敏度自动测试系统，其特征在于，包括：
控制设置模块，用于对背景黑体温度，以及系统压像元位置进行控制参数设置，并进行输出；
采集设置模块，用于接收控制参数，对数据格式进行采集参数设置，包括采集帧数的设置、采集数据格式的设置及采集数据保存路径的设置，并进行输出；
控制黑体到位模块，用于接收采集参数，并与黑体进行通讯，获取黑体温度到位的信息，并进行输出；包括：用户对黑体的温度进行输入或在自动测试时读取预置参数，通过发送预置的黑体控制指令与黑体通讯以达到对黑体的控制， 在工作时每0.5秒读取一次黑体的温度，在人机交互界面进行显示；黑体控制模块读取黑体的到位信号后会通过回调通知其他应用层，用户在设置某温度点后待黑体到位后通过软件进行通知；
转台位置控制模块，用于接收黑体温度到位的信息，并与转台进行通讯，获取转台位置到位的信息，并进行输出；包括：控制转台的方位与俯仰角度以及查询转台的实时方位与俯仰位置；操作者在控制面板上远程控制转台的工作模式、工作速率；
压像元判断模块，用于根据转台位置到位的信息判断目标位置与转台位置是否一致，如果是，获取位置信息，如果否，输出指令至转台位置控制模块，直到目标位置与转台位置一致；
数据采集保存模块，用于接收位置数据信息，完成对红外图像的采集及保存；包括：采集高速数据采集卡接收到的探测器设备传输过来的图像数据；并将数据传输模块内的双缓冲内存区内的数据转存到存储介质中；
还包括数据分析模块，用于接收所述数据采集保存模块的数据信息，进行分析处理，获取红外成像系统的灵敏度；
所述控制黑体到位模块通过RS232接口与黑体进行通讯；
所述转台位置控制模块通过RS485接口与转台进行通讯。
2.一种灵敏度自动测试方法，其特征在于，包括：
控制设置模块对背景黑体温度，以及系统压像元位置进行控制参数设置，并进行输出；
采集设置模块接收控制参数，对数据格式进行采集参数设置，并进行输出；包括采集帧数的设置、采集数据格式的设置及采集数据保存路径的设置；
控制黑体到位模块接收采集参数，并与黑体进行通讯，获取黑体温度到位的信息，并进行输出；包括：用户对黑体的温度进行输入或在自动测试时读取预置参数，通过发送预置的黑体控制指令与黑体通讯以达到对黑体的控制；在工作时每0.5秒读取一次黑体的温度，在人机交互界面进行显示；黑体控制模块读取黑体的到位信号后会通过回调通知其他应用层，用户在设置某温度点后待黑体到位后通过软件进行通知；
转台位置控制模块接收黑体温度到位的信息，并与转台进行通讯，获取转台位置到位的信息，并进行输出；包括：控制转台的方位与俯仰角度以及查询转台的实时方位与俯仰位置；操作者在控制面板上远程控制转台的工作模式、工作速率；
压像元判断模块根据转台位置到位的信息判断目标位置与转台位置是否一致，如果是，获取位置信息，如果否，输出指令至转台位置控制模块，直到目标位置与转台位置一致；
数据采集保存模块接收位置数据信息，完成对红外图像的采集及保存；包括：采集高速数据采集卡接收到的探测器设备传输过来的图像数据；并将数据传输模块内的双缓冲内存区内的数据转存到存储介质中；
还包括：数据分析模块接收所述数据采集保存模块的数据信息，进行分析处理，获取红外成像系统的灵敏度；
所述采集设置模块接收控制参数，对数据格式进行采集参数设置，并进行输出，包括：采集设置模块还进行采集帧数的设置及采集数据保存路径的设置；
所述控制黑体到位模块接收采集参数，并与黑体进行通讯，获取黑体温度到位的信息，并进行输出，包括：对黑体的温度进行控制及查询黑体的实时温度；
所述转台位置控制模块接收黑体温度到位的信息，并与转台进行通讯，获取转台位置到位的信息，并进行输出，包括：控制转台的方位与俯仰角度以及显示转台的实时方位与俯仰位置；
所述压像元判断模块根据转台位置到位的信息判断目标位置与转台位置是否一致，如果是，获取位置信息，如果否，输出指令至转台位置控制模块，直到目标位置与转台位置一致，包括：根据当前图像中目标位置与预置位置的相隔情况自动控制转台方位与俯仰位置。
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