CN109724576A - 一种带逻辑保护的高速测量系统复合触发方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种带逻辑保护的高速测量系统复合触发方法，所述高速测量系统包括高速摄像机和天幕靶，所述方法依次包括以下步骤：步骤1、对单靶的触发信号进行逻辑判断；步骤2、对两靶的触发信号之间的关系进行逻辑判断；步骤3、对带有逻辑保护的复合触发进行逻辑判断。该方法通过将两台天幕靶各自触发信号的逻辑判断和两台天幕靶触发信号之间时间顺序及时间间隔的逻辑判断相结合形成相应的复合逻辑，以对触发信号进行判断筛选，剔除误触发信号，使触发信号可靠性得到有效提高。该方法可以大幅降低该高速测量系统的误触发概率，有效提高系统可靠性，还具有无人值守功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种带逻辑保护的高速测量系统复合触发方法，属于测试与测量领域。
背景技术
现有技术中，在对高速飞行物体进行测试时，需要使用高速测量系统，高速摄像机系统和天幕靶系统是本领域常用的两种高速测量系统。
高速摄像是对物体在高速运动过程中的影像进行拍摄、存储和分析，以获得物体飞行过程中的一系列时间与空间信息。高速摄像是研究高速运动物体动态轨迹最有效的手段之一。高速摄相机的数据记录特点为循环存储记录，摄像机存储拍摄图像的时间为T，当高速摄像机收到触发停止信号时，则将距离收到停止信号前时间为T的图像数据进行存储，并通过控制计算机转移到系统硬盘里。高速摄像机常用的触发方式主要有人工触发、红外触发、雷达触发等。由于被测物体速度较快，在视场内停留时间较短，因此人工触发可靠性低。而红外触发易受外界干扰，雷达触发成本过高，因此，需要开发新的触发方式。
天幕靶是以光电转换为基础，用于探测飞行物体到达空间某一预定位置时刻的仪器，用两台天幕靶与一台测时仪组成测速系统，即可测量物体的飞行速度，其中，根据物体通过的先后顺序，两台天幕靶分别称为启动靶和终止靶。当物体分别穿过两天幕靶时，两天幕靶分别输出脉冲信号启动和停止测时仪，获得物体飞越两靶之间的时间，通过测试之前设定的靶距，即可获得物体在两靶间的平均速度。天幕靶自身的工作过程包含触发脉冲信号且可输出，而天幕靶与高速摄像机在测试中经常配合使用，因此可用天幕靶测速系统作为高速摄像机的触发设备。但由于试验环境中的影响因素较为复杂，采用常规触发方式的天幕靶系统存在误触发风险。简单利用天幕靶脉冲信号作为高速摄相机的触发信号，可能由于误触发导致无法获得试验所需的影像及数据。通常高速测量试验具有一定程度的不可重复性，一旦发生误触发，将对试验的信息获取造成较大的损失。
发明内容
(一)要解决的技术问题
针对现有技术中的上述需求和不足，本发明提出一种带逻辑保护的高速测量系统复合触发方法，所述高速测量系统包括高速摄像机和天幕靶，通过将两台天幕靶各自触发信号的逻辑判断和两台天幕靶触发信号之间时间顺序及时间间隔的逻辑判断相结合形成相应的复合逻辑，以对触发信号进行判断筛选，剔除误触发信号，使触发信号可靠性得到有效提高。该方法可以大幅降低该高速测量系统的误触发概率，有效提高系统可靠性，还具有无人值守功能。
(二)技术方案
一种带逻辑保护的高速测量系统复合触发方法，所述高速测量系统包括高速摄像机和天幕靶，所述天幕靶包括启动靶和终止靶；其中，单靶指的是单个天幕靶，即启动靶或终止靶，两靶指的是两个天幕靶，即启动靶和终止靶；所述方法包括以下步骤：
步骤1、对单靶的触发信号进行逻辑判断；
步骤2、对两靶的触发信号之间的关系进行逻辑判断；
步骤3、对带有逻辑保护的复合触发进行逻辑判断。
所述步骤1包括预设步骤和单靶逻辑判断步骤。
所述预设步骤包括以下步骤：
步骤11、获得试验用高速飞行物体的长度，预估所述飞行物体在飞行过程中穿过天幕靶测量区域的速度范围；
步骤12、利用所述飞行物体长度除以预估的速度范围的两端点值，获得预估的所述飞行物体遮挡天幕靶光幕的时间范围；
步骤13、根据光电转换过程中的光通量变化时间对应电路中所产生的方波脉冲宽度，并考虑到容差范围需求，设定滤波电路的脉宽范围。
所述单靶逻辑判断步骤为步骤13之后的步骤14：当触发信号的脉宽处于所述脉宽范围之内时，判断该触发信号为正常信号，进入下一步骤；当触发信号的脉宽处于所述脉宽范围之外时，判断该触发信号为干扰信号，不输出此触发信号。
所述步骤2包括启动和输出步骤和两靶逻辑判断步骤。
所述启动和输出步骤具体包括以下步骤：
步骤21、根据启动靶与终止靶之间的距离和预估的所述飞行物体的速度范围，预估所述飞行物体经过终止靶的时长范围，计入所需容差后确定一个时间长度；
步骤22、经过步骤1对启动靶的触发信号判断为正常信号的前提下，输出启动信号；
步骤23、发出一个与所述时间长度相同的预置高电平信号；
步骤24、经过步骤1对终止靶的触发信号判断为正常信号的前提下，输出终止信号。
所述两靶逻辑判断步骤为步骤24之后的步骤25：所述终止信号与所述预置高电平信号进行逻辑“与”运算判断，判定终止靶的触发信号是否有效；若终止靶触发时刻位于预设的所述时间范围内，即逻辑“与”判断结果为“真”，则将此信号作为终止信号并向高速摄像机输出触发信号；否则，终止靶不输出终止信号及高速摄像机触发信号。
所述步骤3包括设定步骤、两靶触发步骤和复合触发逻辑判断步骤。
所述设定步骤为步骤31：根据高速飞行物体的具体参数和现场环境的实际参数，设定天幕靶触发信号的有效脉宽值，进而，预置高电平时间长度值。
所述两靶触发步骤为步骤31之后的两个步骤：
步骤32、启动靶触发，对启动靶的触发信号进行步骤1的单靶触发信号逻辑判断；若启动靶的触发信号有效，则输出天幕靶系统启动信号，同时输出预置高电平信号；否则，不输出启动信号，系统等待下次触发；
步骤33、终止靶触发，对终止靶触发信号进行步骤1的单靶触发信号逻辑判断，若终止靶的触发信号有效，则进一步与预置高电平信号进行逻辑“与”运算；否则，不输出终止信号，终止靶等待下次触发。
所述复合触发逻辑判断步骤为步骤33之后的步骤34：经过步骤1的单靶触发信号逻辑判断为有效的终止靶的触发信号再与预置高电平信号进行逻辑“与”运算，若结果为“真”，即终止靶的触发信号的时刻位于预设的时间范围之内，判定为有效，输出终止靶的终止信号，同时向高速摄像机输出触发信号；若结果为“假”，即终止靶的触发信号的时刻位于预设的时间范围之外，终止靶的触发信号判定为无效，不输出天幕靶终止信号和高速摄像机触发信号，终止靶等待下次触发。
(三)有益效果
本发明提出一种带逻辑保护的高速测量系统复合触发方法，所述高速测量系统包括高速摄像机和天幕靶，通过将两台天幕靶各自触发信号的逻辑判断和两台天幕靶触发信号之间时间顺序及时间间隔的逻辑判断相结合形成相应的复合逻辑，以对触发信号进行判断筛选，剔除误触发信号，使触发信号可靠性得到有效提高。该方法可以大幅降低该高速测量系统的误触发概率，有效提高系统可靠性，还具有无人值守功能。
附图说明
图1步骤2中两靶触发信号之间的关系逻辑判断示意图。
图2步骤3中带有逻辑保护的复合触发逻辑判断示意图。
具体实施方式
本发明提出一种带逻辑保护的高速测量系统复合触发方法，所述高速测量系统包括高速摄像机和天幕靶，所述天幕靶包括启动靶和终止靶；其中，单靶指的是单个天幕靶，即启动靶或终止靶，两靶指的是两个天幕靶，即启动靶和终止靶；所述方法包括以下步骤：
步骤1、对单靶的触发信号进行逻辑判断；
步骤2、对两靶的触发信号之间的关系进行逻辑判断；
步骤3、对带有逻辑保护的复合触发进行逻辑判断。
所述步骤1包括预设步骤和单靶逻辑判断步骤。
所述预设步骤包括以下步骤：
步骤11、获得试验用高速飞行物体的长度，预估所述飞行物体在飞行过程中穿过天幕靶测量区域的速度范围；
步骤12、利用所述飞行物体长度除以预估的速度范围的两端点值，获得预估的所述飞行物体遮挡天幕靶光幕的时间范围；
步骤13、根据光电转换过程中的光通量变化时间对应电路中所产生的方波脉冲宽度，并考虑到容差范围需求，设定滤波电路的脉宽范围；
所述单靶逻辑判断步骤为步骤13之后的步骤14：当触发信号的脉宽处于所述脉宽范围之内时，判断该触发信号为正常信号，进入下一步骤；当触发信号的脉宽处于所述脉宽范围之外时，判断该触发信号为干扰信号，不输出此触发信号。
参见图1，所述步骤2包括启动和输出步骤和两靶逻辑判断步骤，所述启动和输出步骤具体包括以下步骤：
步骤21、根据启动靶与终止靶之间的距离和预估的所述飞行物体的速度范围，预估所述飞行物体经过终止靶的时长范围，计入所需容差后确定一个时间长度；
步骤22、经过步骤1对启动靶的触发信号判断为正常信号的前提下，输出启动信号；
步骤23、发出一个与所述时间长度相同的预置高电平信号；
步骤24、经过步骤1对终止靶的触发信号判断为正常信号的前提下，输出终止信号；
所述两靶逻辑判断步骤为步骤24之后的步骤25：所述终止信号与所述预置高电平信号进行逻辑“与”运算判断，判定终止靶的触发信号是否有效；若终止靶触发时刻位于预设的所述时间范围内，即逻辑“与”判断结果为“真”，则将此信号作为终止信号并向高速摄像机输出触发信号；否则，终止靶不输出终止信号及高速摄像机触发信号。
参见图2，所述步骤3包括设定步骤、两靶触发步骤和复合触发逻辑判断步骤。
所述设定步骤为步骤31：根据高速飞行物体的具体参数和现场环境的实际参数，设定天幕靶触发信号的有效脉宽值，进而，预置高电平时间长度值；
所述两靶触发步骤为步骤31之后的两个步骤：
步骤32、启动靶触发，对启动靶的触发信号进行步骤1的单靶触发信号逻辑判断；若启动靶的触发信号有效，则输出天幕靶系统启动信号，同时输出预置高电平信号；否则，不输出启动信号，系统等待下次触发；
步骤33、终止靶触发，对终止靶触发信号进行步骤1的单靶触发信号逻辑判断，若终止靶的触发信号有效，则进一步与预置高电平信号进行逻辑“与”运算；否则，不输出终止信号，终止靶等待下次触发；
复合触发逻辑判断步骤为步骤33之后的步骤34：经过步骤1的单靶触发信号逻辑判断为有效的终止靶的触发信号再与预置高电平信号进行逻辑“与”运算，若结果为“真”，即终止靶的触发信号的时刻位于预设的时间范围之内，判定为有效，输出终止靶的终止信号，同时向高速摄像机输出触发信号；若结果为“假”，即终止靶的触发信号的时刻位于预设的时间范围之外，终止靶的触发信号判定为无效，不输出天幕靶终止信号和高速摄像机触发信号，终止靶等待下次触发。
Claims (11)
1.一种带逻辑保护的高速测量系统复合触发方法，所述高速测量系统包括高速摄像机和天幕靶，所述天幕靶包括启动靶和终止靶；其中，单靶指的是单个天幕靶，即启动靶或终止靶，两靶指的是两个天幕靶，即启动靶和终止靶；其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1、对单靶的触发信号进行逻辑判断；
步骤2、对两靶的触发信号之间的关系进行逻辑判断；
步骤3、对带有逻辑保护的复合触发进行逻辑判断。
2.如权利要求1所述的一种带逻辑保护的高速测量系统复合触发方法，其特征在于，所述步骤1包括预设步骤和单靶逻辑判断步骤。
3.如权利要求2所述的一种带逻辑保护的高速测量系统复合触发方法，其特征在于，所述预设步骤包括以下步骤：
步骤11、获得试验用高速飞行物体的长度，预估所述飞行物体在飞行过程中穿过天幕靶测量区域的速度范围；
步骤12、利用所述飞行物体长度除以预估的速度范围的两端点值，获得预估的所述飞行物体遮挡天幕靶光幕的时间范围；
步骤13、根据光电转换过程中的光通量变化时间对应电路中所产生的方波脉冲宽度，并考虑到容差范围需求，设定滤波电路的脉宽范围。
4.如权利要求3所述的一种带逻辑保护的高速测量系统复合触发方法，其特征在于，所述单靶逻辑判断步骤为步骤13之后的步骤14：当触发信号的脉宽处于所述脉宽范围之内时，判断该触发信号为正常信号，进入下一步骤；当触发信号的脉宽处于所述脉宽范围之外时，判断该触发信号为干扰信号，不输出此触发信号。
5.如权利要求4所述的一种带逻辑保护的高速测量系统复合触发方法，其特征在于，所述步骤2包括启动和输出步骤和两靶逻辑判断步骤。
6.如权利要求5所述的一种带逻辑保护的高速测量系统复合触发方法，其特征在于，所述启动和输出步骤具体包括以下步骤：
步骤21、根据启动靶与终止靶之间的距离和预估的所述飞行物体的速度范围，预估所述飞行物体经过终止靶的时长范围，计入所需容差后确定一个时间长度；
步骤22、经过步骤1对启动靶的触发信号判断为正常信号的前提下，输出启动信号；
步骤23、发出一个与所述时间长度相同的预置高电平信号；
步骤24、经过步骤1对终止靶的触发信号判断为正常信号的前提下，输出终止信号。
7.如权利要求1所述的一种带逻辑保护的高速测量系统复合触发方法，其特征在于，所述两靶逻辑判断步骤为步骤24之后的步骤25：所述终止信号与所述预置高电平信号进行逻辑“与”运算判断，判定终止靶的触发信号是否有效；若终止靶触发时刻位于预设的所述时间范围内，即逻辑“与”判断结果为“真”，则将此信号作为终止信号并向高速摄像机输出触发信号；否则，终止靶不输出终止信号及高速摄像机触发信号。
8.如权利要求7所述的一种带逻辑保护的高速测量系统复合触发方法，其特征在于，所述步骤3包括设定步骤、两靶触发步骤和复合触发逻辑判断步骤。
9.如权利要求1所述的一种带逻辑保护的高速测量系统复合触发方法，其特征在于，所述设定步骤为步骤31：根据高速飞行物体的具体参数和现场环境的实际参数，设定天幕靶触发信号的有效脉宽值，进而，预置高电平时间长度值。
10.如权利要求9所述的一种带逻辑保护的高速测量系统复合触发方法，其特征在于，所述两靶触发步骤为步骤31之后的两个步骤：
步骤32、启动靶触发，对启动靶的触发信号进行步骤1的单靶触发信号逻辑判断；若启动靶的触发信号有效，则输出天幕靶系统启动信号，同时输出预置高电平信号；否则，不输出启动信号，系统等待下次触发；
步骤33、终止靶触发，对终止靶触发信号进行步骤1的单靶触发信号逻辑判断，若终止靶的触发信号有效，则进一步与预置高电平信号进行逻辑“与”运算；否则，不输出终止信号，终止靶等待下次触发。
11.如权利要求10所述的一种带逻辑保护的高速测量系统复合触发方法，其特征在于，所述复合触发逻辑判断步骤为步骤33之后的步骤34：经过步骤1的单靶触发信号逻辑判断为有效的终止靶的触发信号再与预置高电平信号进行逻辑“与”运算，若结果为“真”，即终止靶的触发信号的时刻位于预设的时间范围之内，判定为有效，输出终止靶的终止信号，同时向高速摄像机输出触发信号；若结果为“假”，即终止靶的触发信号的时刻位于预设的时间范围之外，终止靶的触发信号判定为无效，不输出天幕靶终止信号和高速摄像机触发信号，终止靶等待下次触发。
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