專利名稱：紅外探測器輸出的模擬裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及模擬信號發(fā)生技術和紅外探測技術，具體地說是一種 紅外探測器輸出的模擬裝置，應用于四元紅外目標跟蹤算法的調(diào)試和驗證 與設備信號檢測等領域。
背景技術：
模擬信號發(fā)生技術是仿真技術的一個重要方面。為了使得目標跟蹤過 程中的數(shù)字信號處理算法能夠得到快速有效的驗證、節(jié)約調(diào)試過程的成本， 模擬信號發(fā)生器的作用和意義就顯得非常明顯了。對于目標和與原點的距 離和目標像點相對光傳感器的位置都作了算法擬合，這樣可以根據(jù)目標的 變化形成幅度、寬度、上升率均可調(diào)的脈沖輸出，最大程度的接近真實目 標情況下的探測器輸出。目前大多數(shù)的四元紅外探測器模擬信號發(fā)生器都 是在設定目標后輸出幅度、寬度及斜率固定的波形，這樣導致跟蹤算法的 調(diào)試和驗證都很大程度上受到了限制，沒有達到真正的仿真信號源的作用。實用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術中存在的跟蹤算法的調(diào)試和驗證受限，仿真結(jié)果不 理想的不足，本實用新型的目的在于提供一種跟蹤算法的調(diào)試和驗證不受 限制且仿真結(jié)果理想的紅外探測器輸出的模擬裝置。本實用新型解決其技術問題所釆用的技術方案如下以信號處理器為 核心，還包括DA轉(zhuǎn)換電路及調(diào)整放大電路，配有復位電路、時鐘電路， 其中信號處理器通過串口接口接收來自目標的初始目標運動信息和目標位 置信息，對所述初始信息通過控制程序動態(tài)提取波形特征并進行恢復處理, 得到數(shù)字量信息，經(jīng)SPI接口輸送給DA轉(zhuǎn)換電路，把得到的模擬量送至 調(diào)整放大電路輸出；信號處理器所模擬的傳感器輸出可以為多路。本實用新型的有益效果是本實用新型所述的紅外探測器輸出的模擬方法結(jié)合了目標的運動信息 和位置信息，通過算法實現(xiàn)了對波形的幅度和相位進行了動態(tài)模擬，這樣 的波形模擬包含了波形的全部信息，波形逼真，用在跟蹤算法的調(diào)式和驗證過程中方便、準確、不受限制，仿真效果理想。本實用新型采用了高速的數(shù)字型號處理器作為主控芯片，它具有時鐘 主頻高、片上外設資源豐富、集成大量RAM等優(yōu)點特別適合本實用新型 的大量計算，用高速高分辨率的數(shù)模轉(zhuǎn)換器作為輸出器件，波形模擬高速、 真實。本實用新型裝置集成度高，運行穩(wěn)定，可以方便地對本實用新型算 法功能進行完善。本實用新型可應用于四元紅外目標跟蹤算法的調(diào)試和驗證與設備信號 檢測等領域，本實用新型方式產(chǎn)生波形技術可以廣泛的應用在各種波形發(fā) 生器中。


圖1為紅外探測器輸出的模擬裝置電路結(jié)構(gòu)圖。圖2為紅外探測器輸出的模擬控制程序流程示意圖。
具體實施方式
下面通過結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。紅外探測器輸出的模擬方法根據(jù)目標運動信息和目標位置信息模擬 探測器的波形信息，作為紅外探測器輸出；具體為用目標運動信息模擬 目標沿固定軌跡由遠到近的運動動態(tài)過程，根據(jù)探測器的輸出的幅度和目 標像點掃描在探測器上的能量成正比的原理，計算目標像點掃描在探測器 上的面積(即能量)數(shù)據(jù)，獲取與目標像點掃描面積相對應的探測器輸出 幅度特征；通過目標位置信息來模擬目標相傳感器的位置，包括距離和角 度，根據(jù)圓錐掃描原理計算出目標波形在運動周期內(nèi)出現(xiàn)的時刻，作為相 位特征；結(jié)合目標運動信息獲得的幅度特征，從而獲得幅度特征和相位特 征結(jié)合的、作為紅外探測器輸出的全部動態(tài)波形信息。面積計算式s= a*R-R*sin a(R-d),其中a為像點圓心與探測器相交邊 沿的夾角，R為像點半徑，d為像點與探測器相交的深度。時刻計算式t=e*T/2n，其中t為出現(xiàn)的時刻；e為像點相對原點偏角；T為系統(tǒng)的運動周期；n為圓周率。幅度特征由像點及傳感器尺寸決定；相位特征由探測器數(shù)目決定(本 實施例數(shù)目為4個)。如圖l所示，紅外探測器輸出的模擬裝置以信號處理器DSP為核心， 還包括DA轉(zhuǎn)換電路及調(diào)整放大電路，配有復位電路、時鐘電路，其中信 號處理器DSP通過串口接口接收來自目標的初始目標運動信息和目標位置 信息，對所述初始信息通過控制程序動態(tài)提取波形特征并進行恢復處理，得到數(shù)字量信息，經(jīng)SPI接口輸送給DA轉(zhuǎn)換電路，把得到的模擬量送至調(diào)整放大電路輸出。本實施例還可以通過在信號處理器DSP后接調(diào)試電路對模擬情況進行調(diào)試。如圖2所示，所述控制程序步驟首先，用目標運動信息模擬目標沿 固定軌跡由遠到近的運動動態(tài)過程，根據(jù)探測器的輸出的幅度和目標像點 掃描在探測器上的能量成正比的原理，計算目標像點掃描在探測器上的面 積數(shù)據(jù)，獲取與目標像點掃描面積相對應的探測器輸出幅度特征；再通過 目標位置信息來模擬目標相傳感器的位置，包括距離和角度，根據(jù)圓錐掃 描原理計算出目標波形在運動周期內(nèi)出現(xiàn)的時刻，作為相位特征；結(jié)合目 標運動信息獲得的幅度特征，從而獲得幅度特征和相位特征結(jié)合的、作為 紅外探測器輸出的全部動態(tài)波形信息，然后將信息存儲于波形結(jié)構(gòu)體中； 再按時鐘節(jié)拍提取波形結(jié)構(gòu)體中存儲的幅度特征和相位特征，通過波形恢 復算法得到與該時刻相對應的波形的數(shù)字量，最后通過數(shù)模轉(zhuǎn)換后輸出模 擬量波形。波形恢復計算式d=65535*s/s—max,其中d為數(shù)字量輸出；s為目標 像點掃描到探測器上的面積；s—max為掃描最大面積。信號處理器DSP所接收的信號處理器DSP所模擬的傳感器輸出可以多 路。本實施例為四路。
權利要求1.一種紅外探測器輸出的模擬裝置，其特征在于以信號處理器(DSP)為核心，還包括DA轉(zhuǎn)換電路及調(diào)整放大電路，配有復位電路、時鐘電路，其中信號處理器(DSP)通過串口接口接收來自目標的初始目標運動信息和目標位置信息，對所述初始信息通過控制程序動態(tài)提取波形特征并進行恢復處理，得到數(shù)字量信息，經(jīng)SPI接口輸送給DA轉(zhuǎn)換電路，把得到的模擬量送至調(diào)整放大電路輸出。
2. 按照權利要求l所述紅外探測器輸出的模擬裝置，其特征在于信 號處理器(DSP)所模擬的傳感器輸出可以為多路。
專利摘要本實用新型涉及模擬信號發(fā)生技術和紅外探測技術，具體地說是一種紅外探測器輸出的模擬裝置。它根據(jù)目標運動信息和目標位置信息模擬探測器的波形信息，作為紅外探測器輸出；以信號處理器為核心，還包括DA轉(zhuǎn)換電路及調(diào)整放大電路，配有復位電路、時鐘電路，其中信號處理器通過串口接口接收來自PC機的目標初始目標運動信息和目標位置信息，對所述初始信息通過控制程序動態(tài)提取波形特征并進行恢復處理，得到數(shù)字量信息，經(jīng)SPI接口輸送給DA轉(zhuǎn)換電路，把得到的模擬量送至調(diào)整放大電路輸出。本實用新型技術可以廣泛的應用在各種波形發(fā)生器中，使跟蹤算法的調(diào)試和驗證不受限制且仿真結(jié)果理想。
文檔編號G06T7/00GK201111146SQ20072001558
公開日2008年9月3日 申請日期2007年10月31日 優(yōu)先權日2007年10月31日
發(fā)明者佟新鑫, 劉曉安, 丹 朱, 旭 王, 王慶山, 王恩德 申請人:中國科學院沈陽自動化研究所