一种高速摄像机组冗余触发控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种高速摄像机组冗余触发控制系统及方法，其系统包括高速摄像机组接口、运行有摄像信息采集软件的上位机、通讯网络接口、同步触发器以及触发光纤网；同步触发器通过触发光纤网和高速摄像机组接口与高速摄像机组的各高速摄像机间构成通信连接；同步触发器将触发光纤网传输的光信号转换成短通信号通过高速摄像机组接口发送到各高速摄像机进行硬件触发；上位机通过通讯网络接口接入到与高速摄像机组联网的通信网络，利用高速摄像机的软件触发接口对高速摄像机组进行软件触发；本发明专利技术提供的该系统及方法在硬件同步触发的基础上利用高速摄像机的函数接口实现冗余的软件触发，提高了对高速摄像机组同步触发的可靠性。

A high speed camera group redundant trigger control system and method

The invention discloses a redundant trigger control system and a method for a high-speed camera group. The system comprises a high-speed camera group interface, a host computer running a camera information acquisition software, a communication network interface, a synchronous trigger and a trigger optical fiber network; and the synchronous trigger is connected with the high-speed camera group through a trigger optical fiber network and an interface for a high-speed camera group. The high-speed cameras of the high-speed camera group form a communication connection; the synchronous flip-flop converts the optical signals transmitted by the optical fiber network into short signals and sends them to the high-speed cameras through the high-speed camera group interface for hardware triggering; the upper computer is connected to the communication network connected with the high-speed camera group through the communication network interface. The high-speed camera group is triggered by software trigger interface of high-speed camera; the system and method provided by the invention realize redundant software trigger by using function interface of high-speed camera on the basis of hardware synchronous trigger, and improve the reliability of synchronous trigger of high-speed camera group.

【技术实现步骤摘要】
一种高速摄像机组冗余触发控制系统及方法
本专利技术属于图像采集控制
，更具体地，涉及一种高速摄像机组冗余触发控制系统及方法。
技术介绍
高速摄像能够捕获高速运动物体的瞬时状态或全部历程，记录准确的时空信息，为研究高速现象的发生机理和运动规律提供可靠的依据。由高速摄像机组成的同步采集系统可用于同步、快速地捕捉高速飞行弹丸；由于弹丸飞行速度快，需采用高频率的拍摄，总的拍摄时间短，因此高速摄像机的触发控制就显得非常重要。但受触发控制系统硬件老化、线路松动、外界恶劣环境譬如振动、冲击的影响，导致高速摄像机组在使用过程中可能出现某台或者某几台组网高速摄像机不能被正常触发的现象，触发失效将无法还原被拍摄对象的运行细节。现有技术譬如申请号为201410360719.6的中国专利所公开的一种用于高速摄像机触发的无线控制系统，包括单个主站和N个从站；其通过主站实现触发控制和状态显示，通过从站实现触发执行和反馈状态；工作时，主站放置在固定位置，从站放置在试验现场，将高速摄像机与从站连接；主站向从站发出触发模式选择和触发控制选择请求，从站对高速摄像机进行触发或触发复位；能实现高速摄像机的单路触发、同步触发和延时触发功能，能够远距离实时监测高速摄像机的触发状态和进行触发复位；然而，由于其采用主站发送触发命令，从站被动接收指令并触发对应高速摄像机的方式，各从站之间、高速摄像机之间缺乏数据通信，导致当试验现场某一从站出现通信异常时，所对应的高速摄像将无法正常触发；该系统无法实现对高速摄像系统的冗余触发，在触发控制系统出现局部异常情况时不能保证高速摄像的有效触发。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的至少一点，本专利技术提供了一种高速摄像机组冗余触发控制系统及方法，其目的在于实现对高速摄像机组的可靠触发。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种高速摄像机组冗余触发控制系统，包括高速摄像机组接口、运行有摄像信息采集软件的上位机、通讯网络接口、同步触发器以及触发光纤网；其中，同步触发器通过触发光纤网和高速摄像机组接口与高速摄像机组各高速摄像机之间构成通信连接，将由触发光纤网传输的发射输入光信号转换成高速摄像机触发所需的短通信号，通过高速摄像机组接口发送到高速摄像机组，高速摄像机组的各高速摄像机通过自身的外部触发接口来接收短通信号进行硬件触发；上位机通过通讯网络接口接入到与高速摄像机组联网的通信网络，与高速摄像机组之间进行通信；以高速摄像机本身的函数接口作为软件触发接口，上位机利用软件触发接口对高速摄像机组的各高速摄像机进行软件触发。优选的，上述高速摄像机组冗余触发控制系统，其同步触发器包括多路由光电转换器、反相器以及光耦依次连接组成的触发电路；触发电路将通过触发光纤网输入的光信号转换为高速摄像触发所需的短通信号发送到高速摄像机组，实现高速摄像机组的同步触发。优选的，上述高速摄像机组冗余触发控制系统，工作时先通过同步触发器以及触发光纤网所构成的硬件触发系统对所接入的高速摄像机组进行硬件触发，在高速摄像机组的任一高速摄像机接收到硬件触发信号后，上位机利用高速摄像机本身的函数接口对高速摄像机组进行软件触发，由此实现对高速摄像机组包括硬件触发和软件触发的冗余触发；确保摄像机组被完全、可靠触发；即使在硬件触发出现故障的异常情况时也能保证高速摄像的有效触发。优选的，上述高速摄像机组冗余触发控制系统，其上位机通过中断机制监测高速摄像机组是否被触发进行高速摄像，当监测到中断信号即通过高速摄像机自带的函数接口实现对未触发的高速摄像机进行软件同步触发。按照本专利技术的另一方面，基于上述高速摄像机组冗余触发控制系统，提供了一种高速摄像机组冗余触发控制方法，包括如下步骤：(1)通过同步触发器以及触发光纤网对所接入的高速摄像机组进行硬件触发；(2)设置触发中断函数机制对高速摄像机组工作状态进行监测，当监测到任一高速摄像机被触发，上位机程序响应触发中断函数并通过高速摄像机本身的函数接口对高速摄像机组进行软件触发。优选地，上述高速摄像机组冗余触发控制方法，在上位机软件程序里设置实时监测高速摄像机组工作状态的子线程，当监测到任一高速摄像机被触发，上位机主程序立即响应，对其余高速摄像机发送软触发指令，以进行软件触发。优选的，上述高速摄像机组冗余触发控制方法，为避免软件误触发，在对某一高速摄像机发送软触发指令之前，判断该高速摄像是否处于已触发状态，确定未触发才继续执行软件触发操作。优选的，上述高速摄像机组冗余触发控制方法，对未触发高速摄像机执行软件触发时，对各未触发的高速摄像机同时下达触发指令，并通过高速摄像机底层硬件解析指令，最终响应上位机的触发指令；上位机只是发送指令，而无过多数据处理，因此是同时下达，实现同步触发。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：本专利技术提供的高速摄像机组冗余触发控制系统及方法，利用光纤网、同步触发器实现硬件触发，利用高速摄像机自身的函数接口实现软件触发，由此构成冗余触发控制，实现对组网高速摄像机的可靠触发，延时短、同步性较好；相对于现有技术用于高速摄像机触发的控制系统的纯硬件触发，降低了对硬件触发系统的依赖，即使硬件触发系统的触发通道出现一路异常、触发控制系统出现局部异常，仍能够保证高速摄像的有效触发，在稳定性和可靠性上具有很大提升；并且由于降低了对硬件触发系统的依赖性，也可降低对硬件触发系统的维护时间和成本；本专利技术提供的高速摄像机组冗余触发控制系统及方法,利用高速摄像机的函数接口实现软件触发，无需增加触发通道，不需要对原有硬件触发系统进行改进，其操作性和扩展性较强；并且避免了增加触发通道需要分光可能带来的各通道光信号功率的下降、无法有效触发的风险。附图说明图1是本专利技术提供的高速摄像机组冗余触发控制系统的一个实施例的系统架构示意图；图2是实施例的高速摄像机组冗余触发控制系统中硬件触发系统的组成及触发原理示意图；图3是实施例的高速摄像机组冗余触发控制系统的软件控制流程示意图；图4是实施例的高速摄像机组冗余触发控制系统的工作流程示意图；在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-高速摄像机组、2-上位机、3-通讯网络系统、4-同步触发器、5-触发光纤网。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。本专利技术提供的高速摄像机组冗余触发控制系统，包括硬件触发系统和软件触发系统；利用高速摄像机自身提供的外部触发接口和软件触发接口函数实现软件触发；在外部硬件触发失效时，一旦检测到高速摄像机组中某一摄像机被触发，则在上位机搭载的摄像信息采集软件中通过触发接口函数实现对其余高速摄像机的触发，摄像信息采集软件为现有的声像采集类软件。该控制系统实现简单、可靠性强，适用于多个联网采集设备的同步触发以及硬件触发系统异常情况下的冗余触发。减小了高速摄像机组对硬件触发系统的依赖性，即使在硬件触发系统部分失效的情况下也能实现对高速摄像机组的可靠、同步触发，降低了对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高速摄像机组冗余触发控制系统，其特征在于，包括高速摄像机组接口、运行有摄像信息采集软件的上位机、通讯网络接口、同步触发器以及触发光纤网；所述同步触发器通过触发光纤网和高速摄像机组接口与高速摄像机组各高速摄像机之间构成通信连接，将由触发光纤网传输的发射输入光信号转换成高速摄像机触发所需的短通信号，通过高速摄像机组接口发送到高速摄像机组，各高速摄像机通过自身的外部触发接口来接收短通信号进行硬件触发；所述上位机通过通讯网络接口接入到与高速摄像机组联网的通信网络，与高速摄像机组之间进行通信；以高速摄像机本身的函数接口作为软件触发接口，上位机利用软件触发接口对高速摄像机组的各高速摄像机进行软件触发。

【技术特征摘要】
1.一种高速摄像机组冗余触发控制系统，其特征在于，包括高速摄像机组接口、运行有摄像信息采集软件的上位机、通讯网络接口、同步触发器以及触发光纤网；所述同步触发器通过触发光纤网和高速摄像机组接口与高速摄像机组各高速摄像机之间构成通信连接，将由触发光纤网传输的发射输入光信号转换成高速摄像机触发所需的短通信号，通过高速摄像机组接口发送到高速摄像机组，各高速摄像机通过自身的外部触发接口来接收短通信号进行硬件触发；所述上位机通过通讯网络接口接入到与高速摄像机组联网的通信网络，与高速摄像机组之间进行通信；以高速摄像机本身的函数接口作为软件触发接口，上位机利用软件触发接口对高速摄像机组的各高速摄像机进行软件触发。2.如权利要求1所述的高速摄像机组冗余触发控制系统，其特征在于，所述同步触发器包括多路由光电转换器、反相器以及光耦依次连接组成的触发电路；触发电路用于将通过触发光纤网输入的光信号转换为高速摄像触发所需的短通信号发送到高速摄像机组，实现高速摄像机组的同步触发。3.如权利要求1或2所述的高速摄像机组冗余触发控制系统，其特征在于，工作时先通过同步触发器以及触发光纤网对所接入的高速摄像机组进行硬件触发，在高速摄像机组的任一高速摄像机接收到硬件触发信号后，上位机利用高速摄像机本身的函数接口对高速摄像机组进行软件触发，由此实现对高速摄像机组包括硬件触发和软件触发的冗余触发。4.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁军勇，李湘平，冯军红，张晓，曾德林，杜佩佩，程龙，李开，孙楠，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军工程大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42