CN106791444B - 光电***主动型抗激光发射瞬间视频干扰的方法 - Google Patents

光电***主动型抗激光发射瞬间视频干扰的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种光电***主动型抗激光发射瞬间视频干扰的方法，通过采用示波器检测激光发射时激光干扰点在电视视频、红外视频的位置，综合数据计算需要调整的激光同步偏移量，由嵌入在控制计算机内时序同步控制电路中的软件模块实时在线调整激光同步信号，使得激光发射时产生的瞬间超高压脉冲不会造成视频信号的干扰。本发明为多传感器瞄准线稳定光电***提供一种抗激光发射瞬间视频干扰的手段。

Description

光电***主动型抗激光发射瞬间视频干扰的方法
技术领域
本发明属于光电技术领域，主要涉及一种提高视频质量的方法，尤其涉及消除激光发射瞬间视频干扰的方法。
背景技术
对于多传感器瞄准线稳定的光电***而言，无论是跟踪型还是警戒型光电设备，采用多个传感器同时实时采集目标的方位、俯仰和距离量显得尤为重要。
随着精密型光电设备的发展，传统的分布式独立电源和各传感器电源间相互隔离的设计方案已经不能满足高精度多传感器瞄准线稳定光电***小型化、精密化的需求。为了使共用一个直流电源的电视探测器、红外探测器和激光测距机多传感器的瞄准线一致(保证高精度)，电视探测器、红外探测器和激光测距机被紧凑的安装在同一俯仰框架上，这就使得光电转塔机构内没有更多的空间和载荷配备滤波器或电磁干扰隔离装置等。目前，多个国家预研基金项目已经要求光电***采用该设计方案，但该方案预期目标能否达到，关键在于光电***的抗电磁干扰能力，尤其是需要应对激光发射时瞬间产生的超高压脉冲干扰信号。在传统工程应用中，采用场逆程发射激光、电源滤波等方法应对激光发射时产生的瞬间高压干扰脉冲信号的效果并不明显。况且，由于激光发射时存在高压充电时间的差异，使得同批次的激光也有可能存在该问题；且激光发射时在电视、红外视频上的干扰点存在不大于1us的不确定量，这就需要开发一种主动型抗激光发射瞬间视频干扰的方法以保证多传感器在***内正常稳定工作。
发明内容
为解决现有技术存在的问题，本发明提出了一种光电***主动型抗激光发射瞬间视频干扰的方法，为多传感器瞄准线稳定的光电***提供一种抗激光发射瞬间视频干扰的手段。
该方法通过采用示波器检测激光发射时激光干扰点在电视视频、红外视频的位置，综合数据计算需要调整的激光同步偏移量，由嵌入在控制计算机内时序同步控制电路中的软件模块实现。实时在线调整激光同步信号，使得激光发射时产生的瞬间超高压脉冲不会造成视频信号的干扰。
在光电***中，以控制计算机作为信息处理中心，通过中断方式实时接收操控台的控制指令及激光同步偏移量，并将该指令和偏移量实时输出给时序同步控制电路。时序同步控制电路内嵌于控制计算机里，通过高速CPCI总线与控制计算机进行数据和指令交换；同时，时序同步控制电路接收外时统基准信号，根据光电***对各个设备的要求，生成与外时统基准信号同步的电视时钟同步信号和红外时钟同步信号；依据控制计算机发送的控制指令及激光同步偏移量进行综合处理后实时生成激光同步信号。通过这些同步信号的控制，使光电跟踪仪内部各传感器同步、有序工作，同时消除激光发射瞬间对视频信号的干扰。
本发明的技术方案为：
所述一种光电***主动型抗激光发射瞬间视频干扰的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：光电***上电，正常启动电视探测器、红外热像仪和激光测距机；
步骤2：在光电***完成目标稳定跟踪后，控制激光测距机发射激光测距；
步骤3：通过以下步骤得到激光同步信号需调整的步数：
步骤3.1：生成完全同步的电视时钟同步信号、红外时钟同步信号和激光同步信号；
步骤3.2：将电视探测器输出的电视视频信号和红外探测器输出的红外视频信号分别接到示波器的两路输入端，在示波器显示界面上找到激光干扰信号在电视、红外视频信号的时间点Tls；
步骤3.3：计算激光发射偏移时间L＝Tls-TO，其中TO为场同步开始时间；
步骤3.4：根据公式S＝6H－L计算获得激光调整参数量S，其中H为行周期；
步骤3.5：根据公式D＝S/λ计算激光同步信号需调整的步数D，其中λ为激光同步偏移量调整步长；
步骤4：控制激光测距机停止发射激光，并根据步骤3得到的激光同步信号需调整的步数，调整激光同步信号以改变激光发射时间，实现光电***消除激光发射瞬间视频干扰。
进一步的优选方案，所述一种光电***主动型抗激光发射瞬间视频干扰的方法，其特征在于：激光发射充电时间不大于2个λ。
有益效果
本发明的有益效果体现在以下几个方面：
(一)本发明通过对光电***内各传感器工作同步信号的时序控制，结合激光实际发射测量到的同步偏移量，通过算法实时修改调整激光同步信号，从而保证不同传感器视频数据的一致性，同时提高了光电***稳定跟踪目标时，数据实时性的性能指标。
(二)本发明中，消除激光发射瞬间视频干扰为软件实现方法。与其他视频去噪稳定技术(多用滤波器等硬件设备)等现有技术相比，本发明的体积、重量和成本大幅下降，很好地满足了光电稳定平台提出的小型化、精密化的战技要求。
(三)由于本发明在光电产品进行激光测距过程中，先通过实时调整激光同步信号进行预处理，限制激光发射瞬间干扰信号在电视、红外视频中的变化范围，从而可以有效地避免激光发射瞬间出现的超高电压，对光电设备内视频信号所造成的电磁干扰。
附图说明
图1是本发明优选实例提供方法的组成框图。
图2是全电视信号场同步与场消隐的原理图。
图3是本发明实例方法的操作流程执行的步骤框图。
具体实施方式
下面结合附图及优选实施例对本发明作进一步的详述。
本发明优选实施例提供的光电***主动型抗激光发射造成瞬间视频干扰的方法，其组成如图1所示，该***包括操控台、控制计算机、时序同步控制电路、电视探测器、红外探测器、激光测距机和示波器。
操控台提供人机交互接口，下达激光测距机测距命令，采用步进式调整激光同步偏移量，在线实现激光同步偏移量增减的操作控制。同时提供外时统基准信号，使光电***内部各个单体时序与操控台时序一致。
控制计算机作为信息处理中心，通过中断方式实时接收操控台的控制指令及激光同步偏移量，并将该指令和偏移量实时输出给时序同步控制电路。
时序同步控制电路内嵌于控制计算机里，通过高速CPCI总线与控制计算机进行数据和指令交换；同时，时序同步控制电路接收外时统基准信号，根据光电***对各个设备的要求，生成与外时统基准信号同步的电视同步信号和红外同步信号；依据控制计算机发送的控制指令及激光同步偏移量综合处理后实时生成激光同步信号。通过这些同步信号的控制，使光电跟踪仪内部各单元同步、有序工作，控制不同的传感器在同一时刻探测同一目标，实现各传感器输出数据同步采集、同步发送。
电视探测器接收时序同步控制电路输出的电视时钟同步信号，实时输出电视视频信号与外时统基准信号同步。红外探测器接收时序同步控制电路输出的红外时钟同步信号，实时输出红外视频信号与外时统基准信号同步。激光测距机接收时序同步控制电路输出的激光同步信号，当收到操控台发出的测距命令时，依据该时序发射激光，实现对目标的测距。示波器用于测量电视视频信号、红外视频信号及激光测距时在视频上的干扰点。
本发明主动型抗激光发射瞬间干扰的方法是由嵌入在控制计算机内时序同步控制电路中软件模块实现的，在线调整激光同步信号，使得激光发射瞬间时产生的激光干扰不会影响视频的稳定性。具体方法包括以下步骤：
步骤1：光电***上电，正常启动电视探测器、红外热像仪和激光测距机；
详细的启动过程为：
步骤1.1：光电***上电，完成控制计算机初始化，将电视探测器、红外热像仪和激光测距机的加电指令置为0；将激光同步偏移量D置为0；
步骤1.2：依次将“加电”指令分别发给激光测距机、电视探测器和红外热像仪；
步骤1.3：判断是否接收到激光测距机、电视探测器和红外热像仪回告的“加电好”状态，如果为否，则返回步骤1.2，如果为是，则进行步骤2操作；
步骤2：在光电***完成目标稳定跟踪后，控制激光测距机发射激光测距；
详细步骤为：
步骤2.1：当光电***完成目标稳定跟踪后，需要获取目标的距离量时，操控台将“激光测距”指令发给激光测距机，并接收激光测距机回告“测距”状态；
步骤2.2：判断激光测距机是否发射激光，如果为否，则返回步骤2.1，如果为是，则进行步骤3操作；
步骤3：通过以下步骤得到激光同步信号需调整的步数：
步骤3.1：内嵌在控制计算机的时序同步控制电路生成完全同步的电视时钟同步信号、红外时钟同步信号和激光同步信号，以控制不同的传感器在同一时刻探测同一目标；
步骤3.2：将电视探测器输出的电视视频信号和红外探测器输出的红外视频信号分别接到示波器的两路输入端，在示波器显示界面上找到激光干扰信号在电视、红外视频信号的时间点Tls；电视视频信号和红外视频信号间可能会存在一个小于0.1us的偏差值，可忽略不计；
步骤3.3：计算激光发射偏移时间L＝Tls-TO，其中TO为场同步开始时间；
步骤3.4：从图2全电视信号场同步与场消隐的原理框图可以看出，能够根据公式S＝6H－L计算获得激光调整参数量S，其中H为行周期，根据全电视图像原理，行周期H＝64us；
步骤3.5：将激光调整参数量S换算成以步长为单位的数据，以便在后续中使用软件对激光同步信号进行调整：根据公式D＝S/λ计算激光同步信号需调整的步数(即激光同步偏移量)D，其中λ为激光同步偏移量调整步长；由于激光发射时存在高压充电时间的差异，一般该充电时间存在不大于1us的误差，所以将激光同步偏移量的步长设为一个步长是0.5us，即充电时间不大于2个步长；
步骤4：控制激光测距机停止发射激光，并根据步骤3得到的激光同步信号需调整的步数，调整激光同步信号以改变激光发射时间，实现光电***消除激光发射瞬间视频干扰；
详细过程为：
步骤4.1：将“停止激光测距”指令发给激光测距机，并接收激光测距机回告“停止测距”状态；
步骤4.2：判断激光测距机是否停止发射激光，如果为否，则返回步骤4.1，如果为是，则进行步骤4.3操作；
步骤4.3：判断是否接收到操控台发出的“调整参数”指令，如果为否则重复本步骤，如果为是，则进行步骤4.4操作；
步骤4.4：将调整参数送到时序同步控制电路，时序同步控制电路接收到需要调整的步数量D，通过软件对原激光同步信号进行处理，即可调整激光同步信号改变激光发射时间，从而实现光电***消除激光发射瞬间视频干扰。

Claims (2)

1.一种光电***主动型抗激光发射瞬间视频干扰的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：光电***上电，正常启动电视探测器、红外热像仪和激光测距机；
步骤2：在光电***完成目标稳定跟踪后，控制激光测距机发射激光测距；
步骤3：通过以下步骤得到激光同步信号需调整的步数：
步骤3.1：内嵌在光电***控制计算机的时序同步控制电路生成完全同步的电视时钟同步信号、红外时钟同步信号和激光同步信号；
步骤3.2：将电视探测器输出的电视视频信号和红外探测器输出的红外视频信号分别接到示波器的两路输入端，在示波器显示界面上找到激光干扰信号在电视、红外视频信号的时间点Tls；
步骤3.3：计算激光发射偏移时间L＝Tls-TO，其中TO为全电视信号场同步开始时间；
步骤3.4：根据公式S＝6H－L计算获得激光调整参数量S，其中H为全电视信号行周期；
步骤3.5：根据公式D＝S/λ计算激光同步信号需调整的步数D，其中λ为激光同步偏移量调整步长；
步骤4：控制激光测距机停止发射激光，并判断是否需要调整参数，若需要，则将步骤3得到的激光同步信号需调整的步数送入时序同步控制电路，时序同步控制电路调整激光同步信号以改变激光发射时间，实现光电***消除激光发射瞬间视频干扰。
2.根据权利要求1所述一种光电***主动型抗激光发射瞬间视频干扰的方法，其特征在于：激光发射充电时间不大于2个λ。
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