CN111314681B - 一种光电成像系统与动态模拟器的同步控制方法 - Google Patents

一种光电成像系统与动态模拟器的同步控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于自相关信号触发的光电成像系统与动态模拟器的同步控制方法。取视频原始时钟信号Rxx(τ)，将Rxx(τ)作为触发信号，接入模拟器同步控制器，同步控制器将该触发信号Rxx(τ)平移给总控系统，同时同步控制器使用该信号Rxx(τ)触发视频图像驱动器；总控系统通过该信号Rxx(τ)触发视景显示系统的图形工作站，启动视景图像，并传输给视频图像驱动器；同步控制器同步信号Rxx(τ)，图形工作站同步信号Rxx(τ)，使视频图像驱动器进行工作，驱动微镜阵列光图像转换器将图形工作站的数字视频信号转换为光信号，供被测系统观测。被测系统自身帧频信号触发动态目标模拟器以实现长时间测试、仿真的需求。

Description

一种光电成像系统与动态模拟器的同步控制方法
技术领域
本发明属于光电成像、光电检测与光电仿真技术领域；具体涉及一种基于自相关信号触发的光电成像系统与动态模拟器的同步控制方法。
背景技术
对于静态目标场景(固定装订靶或场景)类模拟器，因其固定装订目标场景，故不会出现帧频的不同步问题，图1为静态目标场景模拟器与被测光学成像系统试验原理框图。从图1中可以看出，场景/目标系统为静止场景靶标系统，其场景由照明系统经衰减均光照明调制，将静态的场景/目标信号通过耦合光学系统直接傅里叶变换为光信号投射出去，如被测系统接收到静态场景/目标的抖动、闪烁等，则完全为照明系统光源问题，不存在场景/目标信号自身的不同步问题。
对于动态目标场景(工作方式类似DLP或LCD投影机)类模拟器，由于其目标场景的给出为视频流，视频流是以图像刷新帧频的方式投影给被测成像系统，传统动态目标模拟器，在试验过程中，被测光电成像系统会因与动态目标模拟器视频的不同步而产生接收图像抖动、闪烁、甚至模糊等影响测试、仿真过程的真实性问题。图2为传统动态目标场景模拟器与被测光学成像系统试验原理框图。
如图2所示，传统解决方案是在动态目标模拟器内部加入模拟被测光电成像系统帧频如25Hz、50Hz等帧频信号的外触发信号发生器的电路，来进行外触发同步，即互相关同步触发。外触发同步在一定情况下可以解决被测光电系统与模拟器视频不同步问题，但由于模拟器的外触发同步信号与被测系统自身的视频时钟不可能完全一样或一致(即被测系统与测试系统时钟信号存在Δt)，故在试验长时间进行的过程中，随着时间的推移，还是会产生因二者同步时钟不完全同步而带来的接收像质的改变，影响仿真或测试效果。
发明内容
本发明提供一种基于自相关信号触发的光电成像系统与动态模拟器的同步控制方法，采用自相关信号触发的方式实现被测光电成像系统与动态目标模拟器的完全同步，即被测系统自身帧频信号触发动态目标模拟器以实现长时间测试、仿真的需求。
本发明通过以下技术方案实现：
一种基于自相关信号触发的光电成像系统与动态模拟器的同步控制方法，取被测成像系统的视频原始时钟信号Rxx(τ)，将该信号Rxx(τ)作为触发信号，接入模拟器同步控制器，同步控制器将该触发信号Rxx(τ)平移传输给总控系统，同时同步控制器使用该触发信号Rxx(τ)触发视频图像驱动器；此时，总控系统通过该触发信号Rxx(τ)触发视景显示系统的图形工作站，启动此时刻视景图像，视景图像传输给视频图像驱动器；与此同时，同步控制器同步信号Rxx(τ)，图形工作站同步信号Rxx(τ)，使视频图像驱动器进行工作，驱动微镜阵列光图像转换器将图形工作站的数字视频信号转换为光信号，投射出去，供被测系统观测。
进一步的，所述自相关触发信号Rxx(τ)定义为：
Figure GDA0003717218970000021
进一步的，所述相关函数是两个信号之间延时为τ的函数。反应的是两个信号在任意两个不同时刻的取值之间的相似程度，是一个专门用来定量描述两个信号相似度的量。
进一步的，所述被测光电成像系统与动态目标模拟器之间的两个视频同步信号实际为一个信号，即被测光电系统的自身视频产生信号，二者之间仅存在固定延时Δt′，该固定延时为系统延时，可在同步控制器中滤除；除上述固定系统延时外不存在其它延时，即可认为Δt≡0，可很好的实现视频同步。
本发明的有益效果是：
本发明采用自相关信号触发的方式实现被测光电成像系统与动态目标模拟器的完全同步，即被测系统自身帧频信号触发动态目标模拟器以实现长时间测试、仿真的需求；该方法也可应用于对实时性要求较高的智能工厂、智能加工等物联网领域。
附图说明
图1现有静态目标场景模拟器与被测光学成像系统试验原理框图。
图2传统动态目标场景模拟器与被测光学成像系统试验原理框图。
图3本发明的动态目标场景模拟器与被测光学成像系统试验原理框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种基于自相关信号触发的光电成像系统与动态模拟器的同步控制方法，取被测成像系统的视频原始时钟信号Rxx(τ)，将该信号Rxx(τ)作为触发信号，接入模拟器同步控制器，同步控制器将该触发信号Rxx(τ)平移传输给总控系统，同时同步控制器使用该触发信号Rxx(τ)触发视频图像驱动器；此时，总控系统通过该触发信号Rxx(τ)触发视景显示系统的图形工作站，启动此时刻视景图像，视景图像传输给视频图像驱动器；与此同时，同步控制器同步信号Rxx(τ)，图形工作站同步信号Rxx(τ)，使视频图像驱动器进行工作，驱动微镜阵列光图像转换器将图形工作站的数字视频信号转换为光信号，投射出去，供被测系统观测。
进一步的，所述自相关触发信号Rxx(τ)定义为：
Figure GDA0003717218970000031
进一步的，所述相关函数是两个信号之间延时为τ的函数。反应的是两个信号在任意两个不同时刻的取值之间的相似程度，是一个专门用来定量描述两个信号相似度的量。
传统视频同步均的信号相关函数是两个信号，即一个信号为原始信号，另一个为人工建立的信号，二者之间的非固定延时Δt≠0，故由于原始信号和人工建立信号的各类噪声及随着工作时间的推移，两个信号会产生漂移或抖动，造成视频的不同步，即前述问题的发生。
进一步的，所述被测光电成像系统与动态目标模拟器之间的两个视频同步信号实际为一个信号，即被测光电系统的自身视频产生信号(含噪声等)，二者之间仅存在固定延时Δt′，该固定延时为系统延时，可在同步控制器中滤除；除上述固定系统延时外不存在其它延时，即可认为Δt≡0，可很好的实现视频同步。
传统视频同步均的信号相关函数是两个信号，即一个信号为原始信号，另一个为人工建立的信号，二者之间的非固定延时Δt≠0，故由于原始信号和人工建立信号的各类噪声及随着工作时间的推移，两个信号会产生漂移或抖动，造成视频的不同步如式1与式2。对于功率有限信号(如周期信号、阶跃函数及随机信号)，相关函数定义为：
Figure GDA0003717218970000032
Figure GDA0003717218970000033
Figure GDA0003717218970000034
式中，Rxy(τ)为信号1的信号函数，Ryx(τ)为信号2的信号函数，T为信号周期，其中传统方式采用信号1[式(1)]和信号2[式(2)]两个信号互相关方式实现，即Rxy(τ)★Ryx(τ)，成为互相关；本发明采用式(3)方案实现，即自相关，Rxx(τ)自相关信号函数。

Claims (2)

1.一种基于自相关信号触发的光电成像系统与动态模拟器的同步控制方法，其特征在于，取被测成像系统的视频原始时钟信号Rxx(τ)，将该信号Rxx(τ)作为自相关触发信号，接入模拟器同步控制器，同步控制器将该自相关触发信号Rxx(τ)平移传输给总控系统，同时，同步控制器使用该自相关触发信号Rxx(τ)触发视频图像驱动器；此时，总控系统通过该自相关触发信号Rxx(τ)触发视景显示系统的图形工作站，启动此时刻视景图像，视景图像传输给视频图像驱动器；与此同时，同步控制器同步信号Rxx(τ)，图形工作站同步信号Rxx(τ)，使视频图像驱动器进行工作，驱动微镜阵列光图像转换器将图形工作站的数字视频信号转换为光信号，投射出去，供被测系统观测；
相关函数是两个信号之间延时为τ的函数，反应的是两个信号在任意两个不同时刻的取值之间的相似程度，是一个专门用来定量描述两个信号相似度的量；
被测光电成像系统与动态目标模拟器之间的两个视频同步信号实际为一个信号，即被测光电系统的自身视频产生信号，二者之间仅存在固定延时Δt′，该固定延时为系统延时，可在同步控制器中滤除；除上述固定延时外不存在其它延时，即可认为Δt≡0，可很好的实现视频同步。
2.根据权利要求1所述一种基于自相关信号触发的光电成像系统与动态模拟器的同步控制方法，其特征在于，所述自相关触发信号Rxx(τ)定义为：
Figure FDA0003717218960000011
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