CN112822386B - 数据的采集方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种数据的采集方法及系统，其中，数据的采集方法，包括以下步骤：针对存储区中每个片区，判断该片区中第一数据行的数据行号是否与当前行号相同，其中，存储区中多个片区中每个片区中的数据是由转接板上相应的fifo写入的；如果是，则将相应片区中的第一数据行剪切至预设空间，否则，将相应片区中的第一数据行复制到预设空间。本申请的数据的采集方法可以保证多个相机板采集到的数据的同步性。

Description

数据的采集方法及系统

技术领域

本申请涉及成像技术领域，特别涉及一种数据的采集方法及系统。

背景技术

相关技术中，一般可以通过转接板连接五路线阵相机板，同时收取五通道的数据，其中，转接板上设有5个网口，这五个网口与五个相机板一一对应的通信连接，然后整合由CameraLink接口上传至上位机进行处理。

然而，在实现本发明过程中，发明人发现相关技术中至少存在以下问题：如果其中某个相机板在传输过程异常丢了一行数据，则会导致后续的所有行中该相机板的信号都比其他的滞后一行，如果多出现几个丢行，上位机采用接收到的行数据合成的图像就会越来越乱，且除了整体复位并无他法能解决，大大降低了多个相机板采集到的数据的同步性和可靠性。

发明内容

本申请旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。

为此，本申请的第一个目的在于提出一种数据的采集方法。该数据的采集方法可以有效保证多个相机板采集到的数据的同步性。

本申请的第二个目的在于提供一种数据的采集系统。

为了实现上述目的，本申请的第一方面的实施例公开了一种数据的采集方法，包括以下步骤：针对存储区中每个片区，判断该片区中第一数据行的数据行号是否与当前行号相同，其中，所述存储区中多个片区中每个片区中的数据是由转接板上相应的fifo写入的；如果是，则将相应片区中的第一数据行剪切至预设空间，否则，将相应片区中的第一数据行复制到所述预设空间。

根据本申请的数据的采集方法，可以保证多个相机板采集到的数据的同步性和可靠性，从而提升图片恢复的准确性。

在一些示例中，在将相应片区中的第一数据行复制到所述预设空间之后，所述方法还包括：将复制到所述预设空间中的第一数据行的数据行号置为所述当前行号。通过修改数据行号，可以实现利用临近区域的数据补充丢失行的数据，从而保证拼接图片的准确性。

在一些示例中，所述针对存储区中每个片区，判断该片区中第一数据行的数据行号是否与当前行号相同，包括：更新当前行号，并将所述当前行号下存储区中每个片区置为未读状态；针对存储区中处于未读状态的每个片区，判断该片区中第一数据行的数据行号是否与当前行号相同。响应于当前行号的更新，通过对当前行号下每个片区状态的设置，便于实现快速处理每个片区的数据。

在一些示例中，在将相应片区中的第一数据行剪切至预设空间，或将相应片区中的第一数据行的数据复制到所述预设空间之后，所述方法还包括：将所述当前行号下所述相应片区置为已读状态。针对当前行号，在读取数据前将片区设置为未读状态，在读取数据后，将片区设置为已读状态，各个片区缓存数据的时间可能不同步，因此，通过已读未读状态的设置更有利于快读准确的读取每个片区的数据。

在一些示例中，所述方法还包括：检测所述存储区中所述当前行号下处于未读状态的每个片区中是否缓存有第一数据行；所述针对存储区中处于未读状态的每个片区，判断该片区中第一数据行的数据行号是否与当前行号相同，包括：如果检测到所述存储区中所述当前行号下处于未读状态的片区中缓存有第一数据行，则判断该片区中第一数据行的数据行号是否与当前行号相同。通过检测是否缓存满第一数据行，确定有缓存的一行数据后，再进行后续的读取操作，有利于快速、及时、准确的读出数据。

在一些示例中，所述方法还包括：检测每个片区对应的fifo中是否缓存满一行数据，如果是，则将所缓存满的一行数据写入到相应的片区中。通过检测fifo中是否缓存满一行数据，可以确定相应片区中是否有写入数据的需求，从而能够及时的将fifo中的数据写入到相应的片区中。

在一些示例中，在将相应片区中的第一数据行剪切至预设空间或者将相应片区中的第一数据行复制到所述预设空间之前，还包括：判断对应的所述片区中是否存在写入操作；如果是，则优先执行所述写入操作。确保写入操作的优先级，从而使得后续读取操作能够快速有效进行。

本申请的第二方面公开了一种数据的采集系统，包括：判断模块，用于针对存储区中每个片区，判断该片区中第一数据行的数据行号是否与当前行号相同，其中，所述存储区中多个片区中每个片区中的数据是由转接板上相应的fifo写入的；写入模块，用于在该片区中第一数据行的数据行号与当前行号相同时，将相应片区中的第一数据行剪切至预设空间，否则，将相应片区中的第一数据行复制到所述预设空间。

根据本申请的数据的采集系统，可以保证多个相机板采集到的数据的同步性和可靠性，从而提升图片恢复的准确性。

在一些示例中，所述写入模块在将相应片区中的第一数据行复制到所述预设空间之后，还用于将复制到所述预设空间中的第一数据行的数据行号置为所述当前行号。

在一些示例中，所述判断模块用于更新所述当前行号，并将当前行号下存储区中每个片区置为未读状态，并针对存储区中处于未读状态的每个片区，判断该片区中第一数据行的数据行号是否与当前行号相同。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请的上述的和/或附加的方面和优点结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是相关技术中数据采集装置的示意图；

图2是相关技术中通过图1所述的数据采集装置进行数据采集的流程图；

图3是本申请一个实施例的数据的采集方法的流程图；

图4是本申请一个实施例的数据的采集方法的详细流程图；

图5是本申请一个实施例的数据的采集系统的结构框图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

以下结合附图描述根据本申请实施例的数据的采集方法及系统。

在介绍本发明实施例的数据的采集方法之前，先简单介绍下相关技术中的数据的采集方法。

如图1所示，一块转接板通常最多连接五路线阵相机板，同时收取这五通道的数据，然后整合由CameraLink接口上传至上位机进行处理。其中，接口板和相机板之间通过LVDS(low-voltage differential signaling，低电压差分信号)线连接，LVDS(low-voltage differential signaling，低电压差分信号)线用于发送触发信号，接口板产生触发信号，并通过LVDS线向各个相机板发送该触发信号，保证各相机板同时曝光采集数据。转接板上设有5个网口，这五个网口与五个相机板一一对应的通信连接，转接板与相机板通过千兆网线连接，千兆网线用于将各线阵相机产生的每行数据逐次发送给转接板。转接板上设有FPGA、CameraLink的发送模块和CameraLink接口，FPGA具体型号可以为altera的5CEBA5F23C8N，CameraLink接口的配置为Base模式，该模式下CameraLink接口对应单通道连接芯片，采用一个电缆连接，这个电缆可以是后文的CameraLink线。CameraLink线两端分别通过一个CameraLink接口与转接板和上位机通信连接，与CameraLink线连接的部位为CameraLink接口。FPGA具有fifo(first input first output，先进先出)存储器，同样，CameraLink的发送模块也具有fifo存储器。CameraLink的发送模块将各相机采集到的数据进行整合，通过CameraLink线上传给上位机。

相机每发送一行数据的数据包内都加有一个32bit的数据用于标记当前行号，基于此，如图2所示，fifo1-5是FPGA的存储器，转接板整合数据的流程如下：转接板各个网口接收相应的相机板传来的数据，识别出包头后将一行数据写入相应的fifo。发送一行数据是有协议的，也就是通常说的格式，例如，这里每一个数据包都可以遵从如下协议：包头(4字节，0xA5 0xCC 0x00 0x00)+行号(4字节)+该行数据+包尾(4字节，0xFF×4)。图2中，状态指示主要是fifo的rdusedw信号，该信号表示fifo读端口已缓存的数据个数，当rdusedw信号指示相应fifo里有N个数据可读出时就代表已缓存一行数据了。

检测fifo1-5中是否均缓存有至少一行的数据量；如果否，继续执行该步骤；如果是，依次从fifo1-5中读取一行数据并写入CameraLink发送模块里的fifo,该步骤完成后，返回重复执行检测fifo1-5中是否均缓存有至少一行的数据量的步骤；CameraLink发送模块检测到该fifo里缓存有至少一行数据，将该行数据读出打包发送给上位机。需要说明的是，该fifo里缓存的数据实际是由原来的五行数据组成，即是由从fifo1-5中读取的共五行数据写入fifo中时，依次排列形成的(可以是按相机板之间的预设排列顺序)，也就是整合数据。

然而，如果其中某个相机板在传输过程异常丢了一行数据，那么按照上述的流程操作则会导致后续的所有行中该相机板的信号都比其他的滞后一行，如果再出现几个丢行，上位机采用接收到的行数据合成的图像就会越来越乱，大大降低了多个相机板采集到的数据的同步性和可靠性。

本发明正是基于上述问题而提出一种数据的采集方法，有效提高了多个相机板采集到的数据的同步性和可靠性。

图3是根据本申请一个实施例的数据的采集方法的流程图。如图3所示，根据本申请一个实施例的数据的采集方法，包括：

S301：针对存储区中每个片区，判断该片区中第一数据行的数据行号是否与当前行号相同，其中，存储区中多个片区中每个片区中的数据是由转接板上相应的fifo写入的。例如：来自转接板中FPGA上的存储资源fifo。

其中，存储区可以是内存，如：DDR3(DDR，又称双倍速率SDRAM，Double Date RateSDRSDRAM是一种高速CMOS动态随即访问的内存)。

具体地，鉴于fifo的深度有限，且fifo是一个先入先出的双口缓冲器，数据按顺序写入且按顺序读出，同一数据不能反复读出，因此，本申请中加入内存，利用内存来完成本申请实施例的方法的实施。具体而言，本申请实施例可以通过DDR3外部存储来缓存实现数据稳定同步。其中，DDR3中可以相应的划分出5个片区，分别接收来自5个fifo写入的数据，如：一一对应地接收fifo1-fifo5中的数据。当然，其他实施方式中，fifo可以为其他数量，如4个、6个等等。DDR3中所划分的片区的数量可以等于或多于fifo的数量，从而使得针对每个fifo可以有一个片区，供存储由fifo写入的数据。

第一数据行是片区中按照存储顺序排在第一位的一行数据，也即读地址当前指向该行数据的起始地址。

进一步地，针对存储区中每个片区，判断该片区中第一数据行的数据行号是否与当前行号相同，包括：更新当前行号，并将当前行号下存储区中每个片区置为未读状态；针对存储区中处于未读状态的每个片区，判断该片区中第一数据行的数据行号是否与当前行号相同。

由fifo写入到片区中的每一行数据本身带有数据行号，当前行号是针对所有片区当前所要读出的行号，例如，可以按照1、2、3...的行号顺序读取数据，也可以按照这个顺序来更新当前行号。

应当理解的是，fifo写入片区数据时，以数据包的形式写入，数据包中包括有数据行号。例如：各个网口接收相应的相机板传来的数据，识别出包头后将一行数据写入相应的fifo。发送一行数据是有协议的，即：每一个数据包遵从如下协议：

包头(4字节，0xA5 0xCC 0x00 0x00)+数据行号(4字节)+该行数据+包尾(4字节，0xFF×4)。其中，如果后续需要区分各个相机板的数据，还可以在各个数据包中增加相应相机板的地址或标识。

因此，为避免因在传输过程异常丢了一行数据导致后续的所有行中该相机板的信号都比其他的滞后一行的情况的发生，可以对当前行号进行更新，并将所有当前行号下存储区中每个片区置为未读状态，从而对存储区处于未读状态的每个片区进行判断，以确定处于未读状态的每个片区中第一数据行的数据行号是否与当前行号相同。

S302：如果是，则将相应片区中的第一数据行剪切至预设空间，否则，将相应片区中的第一数据行复制到预设空间。

其中，预设空间例如为转接板中CameraLink的发送模块的fifo，本文也称CameraLink的fifo。

应当理解的是，如果每个片区中第一数据行的数据行号与当前行号相同，则说明数据未丢失，可以将相应片区中的第一数据行剪切至预设空间；如果每个片区中第一数据行的数据行号与当前行号不相同，则相应片区中的第一数据行复制到预设空间，从而可以保证多个相机板采集到的数据的同步性和可靠性，从而提升图片恢复的准确性。其中，剪切意味着读完数据后将读地址指向下一行的起始地址，下一行是指按照数据的存储顺序，当前读出的该行的下一行。复制意味着读完数据后将读地址继续指向当前这一行的起始地址。进一步地，在将相应片区中的第一数据行剪切至预设空间，或将相应片区中的第一数据行的数据复制到预设空间之后，方法还包括：将当前行号下相应片区置为已读状态。

进一步地，方法还包括：检测每个片区对应的fifo中是否缓存满一行数据，如果是，则将所缓存满的一行数据写入到相应的片区中。

作为一个具体的示例，如图4所示，检测fifo1-5中是否缓存了一行的数据；如果是，则将相应fifo中的数据读出并存入DDR3的相应的片区；如果都没有缓存一行的数据，则跳转下一状态，其中，下一状态指后续检测各个片区是否缓存了一行的数据。

进一步地，在将相应片区中的第一数据行复制到预设空间之后，方法还包括：将复制到预设空间中的第一数据行的数据行号置为当前行号。

进一步地，方法还包括：检测存储区中当前行号下处于未读状态的每个片区中是否缓存有第一数据行；针对存储区中处于未读状态的每个片区，判断该片区中第一数据行的数据行号是否与当前行号相同，包括：如果检测到存储区中当前行号下处于未读状态的片区中缓存有第一数据行，则判断该片区中第一数据行的数据行号是否与当前行号相同。

具体而言，如果各个片区缓存了一行数据的，并且，当前行号下该片区未读出的情况下(即：未读状态)，则检测该行数据行号是否等于当前行号，如果不等于，则将相应片区该行数据以复制的方式读出并写入相应的fifo中(即：预设空间，如转接板中CameraLink的发送模块的fifo)，其中，写入fifo的该行数据的数据行号被置成当前行号，如果等于，则将相应片区该行数据以剪切的方式读出并写入相应的fifo中；在将该行数据写入fifo后，将当前行号下该片区标记为已读出；当当前行号下所有片区被标记已读出，则以增加预设值的方式更新当前行号，并将新的当前行号下各个片区标记为未读出。

进一步地，在将相应片区中的第一数据行剪切至预设空间或者将相应片区中的第一数据行复制到预设空间之前，还包括：判断对应的片区中是否存在写入操作；如果是，则优先执行写入操作。

具体而言，在从DDR3的片区中读取数据之前，还需要判断针对该片区是否需要写入操作，如果需要则先执行写入操作，如果不需要则再执行读取操作，写入操作的优先级大于读取操作的优先级。

在以上描述中，预设值可以为1，当然，在其它示例中，也可以根据约定加另外的数值。

需要说明的是，将相应的数据行号置成当前行号的步骤，可以在将对应数据写入CameraLink的发送模块的fifo之前进行，并注意数据格式是行号在该行数据之前，当然，修改行号也可以在其之后执行。

具体而言，检测每个片区中是否均缓存有至少一行的数据量，如果是，依次从每个片区中读取一行数据并写入CameraLink的fifo,该步骤完成后，返回执行检测每个片区中是否均缓存有至少一行的数据量的步骤；如果否，则直接返回执行检测每个片区中是否均缓存有至少一行的数据量的步骤。

CameraLink发送模块检测到CameraLink的fifo里缓存有至少一行数据，将该行数据读出打包发送给上位机。需要说明的是，CameraLink的fifo里缓存的数据实际是由原来的五行数据组成，是由从fifo1-5中读取的共五行数据写入的，依次排列形成的，也就是整合数据。

根据本申请实施例的数据的采集方法，可以保证多个相机板采集到的数据的同步性和可靠性，从而提升图片恢复的准确性。

需要说明的是，从每个片区中将一行数据复制或剪切至CameraLink的fifo中，可以是直接将该数据写入到CameraLink的fifo，如数据包中含有各个相机板的地址或标识，以使当前行号下，写入到fifo的数据可以按照相机板之间的预定顺序排列，例如，依次对应fifo1-5的数据。当然，还可以是间接写入到CameraLink的fifo中的，如图4所示，另外设置eth_fifo1-5，分别与5个片区一一对应，当前行号下，将某一片区的一行数据通过剪切或复制的方式直接写入eth_fifo1-5中相应的eth_fifo中，再将eth_fifo1-5按照相机板之间的预定顺序排列写入到CameraLink的fifo中。

图5是根据本申请一个实施例的数据的采集系统的结构框图。如图5所示，根据本申请一个实施例的数据的采集系统600，包括：判断模块610和写入模块620。

其中，判断模块610用于针对存储区中每个片区，判断该片区中第一数据行的数据行号是否与当前行号相同，其中，存储区中多个片区中每个片区中的数据是由转接板上相应的fifo写入的。写入模块620用于在该片区中第一数据行的数据行号与当前行号相同时，将相应片区中的第一数据行剪切至预设空间，否则，将相应片区中的第一数据行复制到预设空间。

在本申请的一个实施例中，写入模块620在将相应片区中的第一数据行复制到预设空间之后，还用于将复制到预设空间中的第一数据行的数据行号置为当前行号。

在本申请的一个实施例中，判断模块610用于更新当前行号，并将当前行号下存储区中每个片区置为未读状态，并针对存储区中处于未读状态的每个片区，判断该片区中第一数据行的数据行号是否与当前行号相同。

需要说明的是，前述对数据的采集方法实施例的解释说明也适用于该实施例的数据的采集系统，此处不再赘述。

根据本申请实施例的数据的采集系统，可以保证多个相机板采集到的数据的同步性和可靠性，从而提升图片恢复的准确性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不是必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种数据的采集方法，其特征在于，包括以下步骤：

针对存储区中每个片区，判断该片区中第一数据行的数据行号是否与当前行号相同，其中，所述存储区中多个片区中每个片区中的数据是由转接板上相应的fifo写入的，所述第一数据行是片区中按照存储顺序排在第一位的一行数据，所述当前行号是针对所有片区当前所要读出的行号；

如果是，则将相应片区中的第一数据行剪切至预设空间，否则，将相应片区中的第一数据行复制到所述预设空间。

2.根据权利要求1所述的数据的采集方法，其特征在于，在将相应片区中的第一数据行复制到所述预设空间之后，所述方法还包括：

将复制到所述预设空间中的第一数据行的数据行号置为所述当前行号。

3.根据权利要求1所述的数据的采集方法，其特征在于，所述针对存储区中每个片区，判断该片区中第一数据行的数据行号是否与当前行号相同，包括：

更新当前行号，并将所述当前行号下存储区中每个片区置为未读状态；

针对存储区中处于未读状态的每个片区，判断该片区中第一数据行的数据行号是否与当前行号相同。

4.根据权利要求3所述的数据的采集方法，其特征在于，在将相应片区中的第一数据行剪切至预设空间，或将相应片区中的第一数据行的数据复制到所述预设空间之后，所述方法还包括：

将所述当前行号下所述相应片区置为已读状态。

5.根据权利要求3所述的数据的采集方法，其特征在于，所述方法还包括：检测所述存储区中所述当前行号下处于未读状态的每个片区中是否缓存有第一数据行；

所述针对存储区中处于未读状态的每个片区，判断该片区中第一数据行的数据行号是否与当前行号相同，包括：

如果检测到所述存储区中所述当前行号下处于未读状态的片区中缓存有第一数据行，则判断该片区中第一数据行的数据行号是否与当前行号相同。

6.根据权利要求1或5所述的数据的采集方法，其特征在于，所述方法还包括：

检测每个片区对应的fifo中是否缓存满一行数据，如果是，则将所缓存满的一行数据写入到相应的片区中。

7.根据权利要求6所述的数据的采集方法，其特征在于，在将相应片区中的第一数据行剪切至预设空间或者将相应片区中的第一数据行复制到所述预设空间之前，还包括：

判断对应的所述片区中是否存在写入操作；

如果是，则优先执行所述写入操作。

8.一种数据的采集系统，其特征在于，包括：

判断模块，用于针对存储区中每个片区，判断该片区中第一数据行的数据行号是否与当前行号相同，其中，所述存储区中多个片区中每个片区中的数据是由转接板上相应的fifo写入的，所述第一数据行是片区中按照存储顺序排在第一位的一行数据，所述当前行号是针对所有片区当前所要读出的行号；

写入模块，用于在该片区中第一数据行的数据行号与当前行号相同时，将相应片区中的第一数据行剪切至预设空间，否则，将相应片区中的第一数据行复制到所述预设空间。

9.根据权利要求8所述的数据的采集系统，其特征在于，所述写入模块在将相应片区中的第一数据行复制到所述预设空间之后，还用于将复制到所述预设空间中的第一数据行的数据行号置为所述当前行号。

10.根据权利要求8所述的数据的采集系统，其特征在于，所述判断模块用于更新当前行号，并将所述当前行号下存储区中每个片区置为未读状态，并针对存储区中处于未读状态的每个片区，判断该片区中第一数据行的数据行号是否与当前行号相同。

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