[發明專利]一種激光編碼最小周期識別裝置

有效

• 申請號: 202011353580.4
• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN112344975B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 童忠誠;俞峰;張玉發;辛誠;李雙剛;程立;孫曉軍
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G01D5/36
• 分類號: G01D5/36;H03K5/125;H03K5/02;H03K21/02;H03K21/08
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 龔頤雯

1.一種激光編碼最小周期識別裝置，其特征在于，該裝置包括接收模塊、配置模塊、編碼識別模塊和數據模塊；

所述接收模塊，用于將激光脈沖進行光電轉換、放大以及歸一化；

所述配置模塊，用于激光脈沖接收時間的錄取，并分配激光脈沖接收時間數據至編碼識別模塊；

所述編碼識別模塊，用于在接收到激光脈沖接收時間數據樣本后，根據時間相關性進行數據樣本分類，對所述分類后的數據樣本進行離散平穩分布隨機過程分析找出激光編碼的碼型特征后，采用模糊決策識別出激光編碼最小周期，并根據識別出的最小周期對激光編碼脈沖和激光干擾脈沖進行回測檢驗；所述編碼識別模塊包括1塊FPGA芯片和安裝在該FPGA芯片中的激光編碼識別程序；

所述激光編碼識別程序包括1套編碼識別模型，所述編碼識別模型的執行過程具體包括以下步驟：

步驟一，當接收到激光脈沖接收時間數據樣本時，利用時間相關性初步將編碼激光和干擾激光進行區分，根據上述編碼激光的編碼特征采用離散平穩分布隨機過程分析后，找出編碼的碼型特征，所述編碼的碼型包括精確頻率碼、脈位調制碼和隨機碼，并采用模糊決策初步完成激光編碼最小周期的識別，并將碼型和最小周期存儲到FPGA芯片的緩存中供告警使用，滿足激光編碼識別時發出告警的要求；

步驟二，對后續接收到的激光脈沖接收時間數據，重復步驟一進行激光編碼的碼型和最小周期的識別，包括：

若本次識別結果與上次的識別結果一致，則本次激光編碼的碼型和周期識別結果的權重增加，同時根據權重對識別結果進行排序；

若不一致且存貯識別結果數據的緩存仍空閑時，則將本次的識別碼型和周期存儲到寄存器；

若不一致且存貯識別結果數據的緩存空間沒有空閑時則將本次識別的碼型和周期作為權重最小的碼型和周期；

步驟三，當權重最大的識別結果達到預設指標后，則完成了激光編碼碼型和最小周期的識別，后續接收到新的激光接收時間數據不再進行碼型和周期識別，只依據時間相關性進行編碼激光和干擾激光識別處理，每完成1個時間數據識別處理后，以該時間數據為基準回測一定時間內的數據，實現每一個時間數據進行多次識別，并根據多次識別的結果最終確認該時間數據對應的激光脈沖為編碼激光或干擾激光；

所述數據模塊，用于存貯和輸出激光脈沖接收時間數據、識別過程中產生的中間數據和識別結果數據。

2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述接收模塊包括：激光二極管、集成放大電路和比較整形電路；

其中，所述激光二極管，用于將所述接收模塊接收的激光脈沖轉換為弱電信號；

所述集成放大電路，用于將所述弱電信號進行放大；

所述比較整形電路，用于從集成放大電路輸出的放大信號中得到包含激光接收時間信息、電壓和脈沖寬度一致的歸一化電信號；

所述比較整形電路包括比較器和串聯負反饋放大電路，其中，所述比較器將高于比較閾值的放大信號輸出到串聯負反饋放大電路輸入端，經串聯負反饋放大電路后，使激光脈沖串中每個激光脈沖產生的放大信號的電壓幅度和脈沖寬度保持穩定，并歸一化電信號電壓幅度。

3.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述比較整形電路通過設置的所述比較閾值來實現包括激光告警率和激光虛警率在內的指標要求。

4.根據權利要求1或2或3所述的裝置，其特征在于，所述配置模塊包括：激光脈沖接收時間錄取電路和數據分配器；

其中，所述激光脈沖接收時間錄取電路的輸入端與所述接收模塊的輸出端連接，每一個歸一化的電信號觸發激光脈沖接收時間錄取電路的計時器完成激光脈沖接收時間的錄取；

所述數據分配器，用于將時間數據送至所述數據模塊，還用于根據編碼識別模塊中的FPGA芯片緩存空閑的容量分配時間數據到FPGA芯片的緩存或內存，或將時間數據從FPGA芯片的內存調出并存到FPGA芯片的緩存。

5.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述激光脈沖接收時間錄取電路包括計時器和計數器，計數器在歸一化電信號觸發下讀取計時器時間并將該時間數據發送到數據分配器，該時間數據即為激光脈沖接收時間；計時器通過電子溫控電路獲得高精度的激光脈沖接收時間的錄取。