航天多通道tdiccd相機(jī)同步方法
【專利摘要】航天多通道TDICCD相機(jī)同步方法，涉及航天相機(jī)同步領(lǐng)域，解決了現(xiàn)有各個(gè)相機(jī)獨(dú)立工作會引起成像節(jié)拍不一致、后續(xù)圖像拼接困難、成像質(zhì)量差的問題。該方法為通過高頻時(shí)鐘檢測RS422通信總線的RXD信號，當(dāng)RXD由1變?yōu)?時(shí)，將同步信號Sysc_flag置為1，同時(shí)跳出檢測進(jìn)程進(jìn)入同步信號保持狀態(tài)；當(dāng)同步信號sysc_flag由0變?yōu)?時(shí)，則將時(shí)鐘分頻計(jì)數(shù)器進(jìn)行復(fù)位操作；當(dāng)同步信號sysc_flag由0變?yōu)?時(shí)，則將驅(qū)動時(shí)序計(jì)數(shù)器進(jìn)行復(fù)位操作，從同一基準(zhǔn)開始各成像通道的驅(qū)動時(shí)序完全一致。本發(fā)明無需引入任何硬件電路，利用現(xiàn)有的主備份RS422通信鏈路實(shí)現(xiàn)各成像通道間的信號同步，可靠性較高。
【專利說明】航天多通道TDI CCD相機(jī)同步方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及航天相機(jī)同步【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種航天多通道TDICXD相機(jī)同步 方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著航天相機(jī)分辨率的提高，為了增加相機(jī)的成像幅寬，一般采用多通道拼接成 像，為了保證成像系統(tǒng)的可靠性，一般各通道間的成像電路是相互獨(dú)立，避免某個(gè)通道的電 路故障引起整個(gè)相機(jī)失效。但是，各個(gè)相機(jī)獨(dú)立工作會引起成像節(jié)拍不一致，一方面會引起 后續(xù)圖像拼接的困難，同時(shí)也容易引起通道間的成像串?dāng)_，造成成像質(zhì)量下降，所以在不增 加額外硬件的情況下，實(shí)現(xiàn)多通道間的同步，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了解決現(xiàn)有各個(gè)相機(jī)獨(dú)立工作會引起成像節(jié)拍不一致、后續(xù)圖像拼接困難、成 像質(zhì)量差的問題，本發(fā)明提供一種航天多通道TDIC⑶相機(jī)同步方法。
[0004] 本發(fā)明為解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：
[0005] 航天多通道TDICXD相機(jī)同步方法，該方法由以下步驟實(shí)現(xiàn)：
[0006] 步驟一、同步信號生成
[0007] 通過成像系統(tǒng)高頻時(shí)鐘檢測RS422通信總線的RXD信號，當(dāng)RXD由1變?yōu)?時(shí)，則 將同步信號Sysc_flag置為1，同時(shí)跳出檢測進(jìn)程，進(jìn)入同步信號保持狀態(tài)；
[0008] 步驟二、通信采樣時(shí)鐘同步
[0009] 當(dāng)同步信號sysc_flag由0變?yōu)?時(shí)，則將與RS422通信相關(guān)的時(shí)鐘分頻計(jì)數(shù)器 進(jìn)行復(fù)位操作，保證后續(xù)各個(gè)成像通道接收航天相機(jī)主控系統(tǒng)控制指令的譯碼時(shí)刻保持一 致；
[0010] 步驟三、TDICXD驅(qū)動信號同步
[0011] 當(dāng)同步信號sysc_flag由0變?yōu)?時(shí)，則將產(chǎn)生TDICXD驅(qū)動信號的驅(qū)動時(shí)序計(jì)數(shù) 器進(jìn)行復(fù)位操作，則所有TDICCD驅(qū)動信號相位從同一基準(zhǔn)開始，使得各成像通道的驅(qū)動時(shí) 序完全一致。
[0012] 步驟一的具體過程為：將同步信號和RXD_REG初始化為0,在主頻時(shí)鐘驅(qū)動下，將 RXD寄存到RXD_REG寄存器內(nèi)，形成一個(gè)時(shí)鐘周期的延時(shí)，檢測RS422通信總線的RXD信號 與RXD_REG寄存器的值，當(dāng)RXD為0且RXD_REG為1時(shí)，表示RXD下降沿到來時(shí)亥lj，則將同 步信號Sysc_flag置為1，同時(shí)跳出檢測進(jìn)程，進(jìn)入同步信號保持狀態(tài)。
[0013] 還包括以下步驟：同步信號的保護(hù)：通過三模冗余，防止單粒子時(shí)間引起同步信 號反轉(zhuǎn)導(dǎo)致異常復(fù)位，對RS422通信只進(jìn)行一次同步信號產(chǎn)生操作，完成同步信號產(chǎn)生操 作后，狀態(tài)則跳轉(zhuǎn)到一個(gè)保護(hù)狀態(tài)機(jī)中，不再進(jìn)行同步檢測。
[0014] 本發(fā)明的有益效果是：
[0015] 本發(fā)明采用航天相機(jī)主控系統(tǒng)與成像通道間現(xiàn)有的通信鏈路，利用系統(tǒng)高頻時(shí)鐘 對RS422通信信號進(jìn)行判定，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)下降沿到來時(shí)，則將同步信號置為1，由于RS422通 信的起始位為"〇"，所以系統(tǒng)上電初始化完成后，只要航天相機(jī)主控系統(tǒng)對任何一個(gè)成像通 道發(fā)送任意一條指令，則居于總線從機(jī)地位的所有成像通道都會同時(shí)接收到這個(gè)起始位， 判定并生成用于各個(gè)成像通道進(jìn)行同步的信號，在同步信號有效的時(shí)刻對各個(gè)成像通道的 時(shí)鐘分頻計(jì)數(shù)器、驅(qū)動時(shí)序計(jì)數(shù)器等進(jìn)行復(fù)位操作，等同于一個(gè)外部全局復(fù)位，實(shí)現(xiàn)多通道 TDICXD相機(jī)工作的同步。
[0016] 本發(fā)明無需引入任何硬件電路，利用現(xiàn)有的主備份RS422通信鏈路，就可以實(shí)現(xiàn) 各成像通道間的信號同步，可靠性較高，具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值。本發(fā)明特別適用于對通 道間同步性要求高的多通道TDICXD相機(jī)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1為航天相機(jī)主控系統(tǒng)與成像通道通信連接示意圖。
[0018] 圖2為同步信號生成流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019] 以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0020] 如圖1所示，本發(fā)明的航天多通道TDICXD相機(jī)同步方法，在不增加硬件電路的情 況下，利用現(xiàn)有的RS422 -對多通信總線，對航天多通道TDICXD相機(jī)成像系統(tǒng)（成像通道 1、成像通道2、成像通道3、成像通道4)進(jìn)行同步操作，該方法由以下步驟實(shí)現(xiàn)：
[0021] 步驟一、同步信號生成：如圖2所示，系統(tǒng)上電初始化后，將同步信號和RXD_REG初 始化為0,在主頻時(shí)鐘驅(qū)動下，將RXD寄存到RXD_REG寄存器內(nèi)，形成一個(gè)時(shí)鐘周期的延時(shí)， 檢測RS422通信總線的RXD信號與RXD_REG寄存器的值，當(dāng)RXD為0且RXD_REG為1時(shí)，表 示RXD下降沿到來時(shí)刻，則將同步信號（Sysc_flag)置為1，同時(shí)跳出檢測進(jìn)程，進(jìn)入同步信 號保持狀態(tài)，避免多次檢測與多次同步影響成像系統(tǒng)正常工作。
[0022] 步驟二、通信采樣時(shí)鐘同步：當(dāng)同步信號（sysc_flag)由0變?yōu)?時(shí)，則將與RS422 通信相關(guān)的時(shí)鐘分頻計(jì)數(shù)器進(jìn)行復(fù)位操作，保證后續(xù)各個(gè)成像通道接收航天相機(jī)主控系統(tǒng) 控制指令的譯碼時(shí)刻保持一致。
[0023] 在進(jìn)行通信采樣時(shí)鐘同步操作之前，通信采樣時(shí)鐘的最大相位誤差可達(dá)到一個(gè)傳 輸bit的時(shí)間，以38400bps的傳輸率為例，最大相位誤差可以達(dá)到26 μ s，對于高分辨相機(jī) 來說，其與行轉(zhuǎn)移時(shí)間已經(jīng)處于同一量級，會影響成像質(zhì)量以及后期地面圖像的拼接精度。
[0024] 步驟三、TDICCD驅(qū)動信號同步：當(dāng)同步信號（sysC_flag)由0變?yōu)?時(shí)，則將產(chǎn)生 TDICCD驅(qū)動信號的驅(qū)動時(shí)序計(jì)數(shù)器進(jìn)行復(fù)位操作，則所有TDICCD驅(qū)動信號相位從同一基 準(zhǔn)開始，使得各個(gè)成像通道的驅(qū)動時(shí)序完全一致。
[0025] 在進(jìn)行TDICXD驅(qū)動信號同步操作之前，各個(gè)成像通道的驅(qū)動相機(jī)是隨機(jī)的，取決 于FPGA芯片初始化時(shí)間的差異，最大相位差可以達(dá)到1個(gè)行轉(zhuǎn)移周期，對高分辨相機(jī)或測 繪相機(jī)的成像質(zhì)量和地面圖像拼接都有較大影響。
[0026] 步驟四、同步信號的保護(hù)：由于同步復(fù)位信號的上升沿會引起系統(tǒng)關(guān)鍵計(jì)數(shù)器進(jìn) 行復(fù)位，所以需要對其進(jìn)行保護(hù)，防止空間單粒子引起異常動作；通過三模冗余，防止單粒 子時(shí)間引起同步信號反轉(zhuǎn)導(dǎo)致異常復(fù)位，同時(shí)為了避免多次同步操作影響成像系統(tǒng)的正常 工作，對RS422通信只進(jìn)行一次同步信號產(chǎn)生操作，完成同步信號產(chǎn)生操作后，狀態(tài)則跳轉(zhuǎn) 到一個(gè)保護(hù)狀態(tài)機(jī)中，不再進(jìn)行同步檢測。
【權(quán)利要求】
1. 航天多通道TDICCD相機(jī)同步方法，其特征在于，該方法由以下步驟實(shí)現(xiàn)： 步驟一、同步信號生成 通過成像系統(tǒng)高頻時(shí)鐘檢測RS422通信總線的RXD信號，當(dāng)RXD由1變?yōu)?時(shí)，則將同 步信號Sysc_flag置為1，同時(shí)跳出檢測進(jìn)程，進(jìn)入同步信號保持狀態(tài)； 步驟二、通信采樣時(shí)鐘同步 當(dāng)同步信號sysc_flag由0變?yōu)?時(shí)，則將與RS422通信相關(guān)的時(shí)鐘分頻計(jì)數(shù)器進(jìn)行 復(fù)位操作，保證后續(xù)各個(gè)成像通道接收航天相機(jī)主控系統(tǒng)控制指令的譯碼時(shí)刻保持一致； 步驟三、TDICCD驅(qū)動信號同步 當(dāng)同步信號sysc_f lag由0變?yōu)?時(shí)，則將產(chǎn)生TDICCD驅(qū)動信號的驅(qū)動時(shí)序計(jì)數(shù)器進(jìn) 行復(fù)位操作，則所有TDICCD驅(qū)動信號相位從同一基準(zhǔn)開始，使得各成像通道的驅(qū)動時(shí)序完 全一致。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的航天多通道TDICCD相機(jī)同步方法，其特征在于，步驟一的具 體過程為：將同步信號和RXD_REG初始化為0,在主頻時(shí)鐘驅(qū)動下，將RXD寄存到RXD_REG 寄存器內(nèi)，形成一個(gè)時(shí)鐘周期的延時(shí)，檢測RS422通信總線的RXD信號與RXD_REG寄存器的 值，當(dāng)RXD為0且RXD_REG為1時(shí)，表示RXD下降沿到來時(shí)刻，則將同步信號Sysc_flag置 為1，同時(shí)跳出檢測進(jìn)程，進(jìn)入同步信號保持狀態(tài)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的航天多通道TDICCD相機(jī)同步方法，其特征在于，還包括以下 步驟：同步信號的保護(hù)：通過三模冗余，防止單粒子時(shí)間引起同步信號反轉(zhuǎn)導(dǎo)致異常復(fù)位， 對RS422通信只進(jìn)行一次同步信號產(chǎn)生操作，完成同步信號產(chǎn)生操作后，狀態(tài)則跳轉(zhuǎn)到一 個(gè)保護(hù)狀態(tài)機(jī)中，不再進(jìn)行同步檢測。
【文檔編號】G05B19/04GK104062923SQ201410311671
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年7月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月1日
【發(fā)明者】賀小軍, 金光, 曲宏松 申請人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所