[發明專利]用于高速飛行目標觀測的相機觸發和圖像傳輸方法和裝置

在審

• 申請號: 201810274458.4
• 申請日: 2018-03-29
• 公開（公告）號: CN108551564A
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發明（設計）人: 張榮文;閻肖鵬;王磊;普仕凡;付軍;秦剛
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍91550部隊
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18;H04N5/76;H04N5/91;G01C11/36
• 代理公司: 中國人民解放軍海軍專利服務中心 11044
• 代理人: 陳昭男

本發明提供了一種用于高速飛行目標觀測的高速相機精確觸發和高速圖像傳輸裝置，其特征在于：包括高速視頻記錄系統、聲壓信號采集處理系統和無線圖像傳輸模塊三部分；高速視頻記錄系統包括高速視頻相機、高速存儲裝置和主控計算機三部分，聲壓信號采集處理系統包括聲音采集和調理、模擬放大、A/D轉換和單片機處理器四個子系統，單片機子系統采用兩個RS?422接口，與高速視頻記錄系統中的高速視頻相機和主控計算機分別相連接。

技術領域

本發明涉及一種用于高速飛行目標觀測的相機觸發和圖像傳輸方法及裝置，尤其涉及一種高速相機精確觸發和高速圖像準實時傳輸方法和裝置。

背景技術

隨著現代科學技術的飛速發展，武器裝備也在不斷更新，武器裝備的更新就對相應的武器裝備試驗和觀測技術提出了更高的要求。高速飛行目標是一類典型被觀測目標，對其飛行狀態的觀測對于鑒定和評估目標性能起著十分關鍵的作用，是目標測量任務的核心內容之一。高速圖像攝錄測量設備是一類典型的高速飛行目標觀測設備，我們需要其能夠實現鑒定武器系統的射擊或制導精度、記錄遭遇實況、測量起爆時刻等具體任務。由于飛行目標的高速性、機動性以及觀測環境的惡劣等不利因素的制約，均要求高速圖像攝錄測量設備必須具備對快速飛行目標典型飛行時刻的檢測能力。因此，研究實現高速相機精確觸發和高速圖像準實時傳輸技術，具有典型的實際應用價值。

發明內容

本發明主要從高速圖像觸發技術和傳輸技術兩個方面入手，實現對高速飛行目標關鍵圖像的攝錄與傳輸。

與常速攝像相比，高速攝像機所采集的數據量十分龐大，實時圖像壓縮率低。為降低高速圖像存儲難度，同時節約存儲成本和方便海量數據檢索，在無人值守環境下的精確自動觸發是高速攝像首先必須考慮的問題。常用的高速攝像自動觸發方式包括圖像識別觸發和外界信息觸發，其中圖像識別觸發利用攝像機視場內圖像發生變化的原理達到觸發目的，多適用于靜止場景發生突變時的情況。這種方式誤觸發率較高，不能滿足外部環境使用要求。常用的基于外界信息的觸發手段為雷達觸發、紅外觸發以及聲觸發等，其中聲觸發方式實現最為簡便，且可靠性較高。

本發明的裝置包括高速視頻記錄系統、聲壓信號采集處理系統和無線圖像傳輸模塊三部分，其中，高速視頻記錄系統包括高速視頻相機、高速存儲裝置和主控計算機三部分，其中高速視頻相機的輸出接口為CoaXPress接口，通過同軸電纜與高速存儲裝置相連接，高速存儲裝置采用固態硬盤陣列來實現，高速存儲裝置通過PCI-E總線與主控計算機相連接，主控計算機通過HDMI線與無線圖像傳輸模塊相連接。聲壓信號采集處理系統包括聲音采集和調理、模擬放大、A/D轉換和單片機處理器四個子系統，其中，聲音采集和調理子系統與模擬放大子系統相連接，聲音信號經過聲音采集和調理子系統后，進入模擬放大子系統，模擬放大子系統的輸出信號進入A/D轉換子系統，A/D轉換子系統與單片機子系統相連接，A/D轉換子系統的輸出信號進入單片機子系統，單片機子系統采用兩個RS-422接口，與高速視頻記錄系統中的高速視頻相機和主控計算機分別相連接。

高速視頻相機又稱為高速攝像機或者高速相機。

本發明基于聲壓信號來對高速攝像機進行觸發。聲壓觸發利用高速飛行目標所產生的遠遠大于背景環境噪聲的聲音壓強信號來實現觸發。聲壓觸發方法采用均方根值算法來消除環境噪聲和尖峰引起的誤觸發。均方根值算法通過計算一組數據的總聲壓來實現，P_i為單次測量得到的聲壓，n為一組測量數據的數目，于是其平均聲壓即為平均聲壓級為其中L_i＝20lg(P_i/P_a)為單次實測聲壓級，總聲壓級L＝20lgP＝L_a+20lgn。