[发明专利]一种相机曝光控制实时误差补偿外同步信号产生方法

摘要

本发明提供一种相机曝光控制实时误差补偿外同步信号产生方法，由相关硬件和软件组成，包括通用GPS接收设备、信号接收整理模块、主控通信模块、外同步频率生成与调整模块、外同步时间间隔调整与生成模块、外同步信号生成模块、外同步信号相机逻辑匹配化模块、外同步信号相机电平匹配化模块。GPS接收设备接收卫星信号并实时输出时间B码，信号接收整理模块实时将时间B码整理成可编程逻辑器件可以接收的电平信号，可编程逻辑器件通过一系列处理模块生成目标相机的外同步信号，然后外同步信号相机电平匹配化模块将外同步信号整理成相机匹配的电平信号来控制相机；可编程逻辑器件内运行各个模块为本发明的核心控制算法。

主权项

一种相机曝光控制实时误差补偿外同步信号产生方法，其特征在于：适用于一种硬件平台，该硬件平台包含通用GPS接收设备(1)接收GPS信号、信号接收整理模块(2)进行GPS信号电平转换、主控(3)用于收发命令、可编程逻辑器件(9)、外同步频率生成与调整模块(4)、外同步间隔生成与调整模块(5)、外同步信号生成模块(6)、外同步相机逻辑匹配化模块(7)、用于控制和生成相应的精确外同步信号、外同步信号相机电平匹配化模块(8)用于发送相机需要的信号、相机(10)；实现用于实时误差调整的相机曝光控制外同步产生方法通过以下步骤：步骤1：GPS接收设备(1)接收卫星信号并实时输出时间B码，信号接收整理模块(2)实时将时间B码整理成可编程逻辑器件可以接收的电平信号；步骤2：可编程逻辑器件中的外同步频率生成与调整模块(4)接收和翻译时间B码，得到B码包含的绝对时间的秒信息，然后产生系统内秒同步；步骤3：主控(3)通信模块同时接收主控制系统的命令得到该系统相机所需要的外同步频率n Hz，并告知外同步频率生成与调整模块(4)；步骤4：在外同步频率生成与调整模块(4)中，根据上一步得到外同步频率n Hz，使用频率为m MHz本地晶振作为时钟源，将每一个系统内秒同步之间的间隔划分为n个间隔，每个间隔都单独使用m MHz的时钟源独立计数，每个时钟累加数累加一次；初始状态，这样从第1个到n‑1个间隔每个间隔的计数值为y＝(m/n)*106；第n个间隔的一直计数直到下一个系统内秒同步为止，实际计数值为x，则最后一个间隔，即第n个间隔的产生的误差为a＝|x‑y|；步骤5：判断t的值。在正常情况下，相邻2个秒同步之间至少需要累加n个间隔，实际可能只累加了n‑t个间隔，t为期望频率数值与实际产生的频率数值的差。当t∈[1:n]时，说明环境滞缓了晶振的频率；在下一个系统内秒同步之间的间隔内，从第1个到n‑1‑t个间隔的计数值为y＝(m/n)*106‑104，在此次系统内秒同步之间的间隔结束后判断t的值，如果t∈[1:n]，则不断重复步骤5，从第1个到n‑1‑t个间隔的计数值为y＝(m/n)*106‑b*t*104，公式中b为递加数每重复一次步骤5，即加1。当t＝0时，说明环境温度滞缓的晶振频率造成的误差已经显著缩小，在一个系统内相邻秒同步之间的间隔内至少有n个间隔了；步骤6：由步骤4、步骤5过渡到步骤6后，系统需要采用新的迭代方法来实时逼近理想值，如果系统一开始t＝0则可以直接开始步骤6；在一个系统内秒同步之间的间隔内从1个到n‑1个间隔的计数值为y，第n个间隔的计数为x，则最后一个间隔产生的误差为a＝|x‑y|，并不断实时迭代步骤6，且在迭代中为了兼顾收敛效率和收敛曲线的梯度，在每次迭代中遵循简单的分段线性规则，如以下公式所示：当x>y时，即ynew收敛的大小为：a的一半的n‑1等分，然后取整；当x≤y时，即ynew收敛的大小同样为：a的一半的n‑1等分，然后取整；当a足够小时公式中的a/2需要改为a；不断实时迭代步骤6，可使最后一个间隔实时的误差a<n‑1，即前n‑1个间隔时间长度完全相等，第n个间隔与第n‑1间隔的时间差也小于秒；步骤7：根据n个间隔产生频率为n的同步信号；步骤8：信号发送整理模块将频率为n的同步信号整理成相机匹配的外同步控制信号，从而达到精确实时的控制相机曝光时机的目的。