一种高帧频短延时动态场景仿真生成系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种高帧频短延时动态场景仿真生成系统和方法，所述动态场景仿真系统包括动态场景仿真主机、图像处理计算机、目标生成器和同步曝光信号发生器，其中动态场景仿真主机，用于根据动态场景的仿真需求生成目标特性数据，并传输至所述图像处理计算机；同步曝光信号发生器，用于根据动态场景的采样时间产生同步曝光信号，并传输至所述目标生成器产生硬件中断信号以触发所述图像处理计算机；图像处理计算机根据接收的所述硬件中断信号，使用所述目标特性数据进行计算生成三维场景数据并传输至所述目标生成器，所述目标生成器根据所述三维场景数据生成可视的光学图像。本发明专利技术提供的实施例能够提高动态场景仿真生成系统的精度和可靠性。

A high frame rate short delay dynamic scene simulation system and method

The invention discloses a method and method for generating dynamic scene simulation with high frame frequency and short delay. The dynamic scene simulation system comprises a dynamic scene simulation host, an image processing computer, a target generator and a synchronous exposure signal generator, wherein the dynamic scene simulation host is used for generating dynamic scene simulation requirements. The target characteristic data is transmitted to the image processing computer; the synchronous exposure signal generator is used to generate the synchronous exposure signal according to the sampling time of the dynamic scene and transmit to the target generator to generate a hardware interrupt signal to trigger the image processing computer; and the image processing computer according to the received said A hardware interrupt signal is calculated using the target characteristic data to generate three-dimensional scene data and transmitted to the target generator, which generates visual optical images from the three-dimensional scene data. The embodiment provided by the invention can improve the accuracy and reliability of the dynamic scene simulation generation system.

【技术实现步骤摘要】
一种高帧频短延时动态场景仿真生成系统和方法
本专利技术涉及动态场景仿真领域，特别是涉及一种高帧频短延时动态场景仿真生成系统和方法。
技术介绍
动态场景仿真生成系统的实时性直接决定着整个仿真系统的置信度，对高帧频短延时动态场景生成技术提出了更高要求。高帧频可及时更新最新状态信息，短延时可保证系统响应特性。动态场景生成延时是光学场景仿真系统的主要组成部分，传统的动态场景生成方式为图像处理计算机根据实时场景特性完成图像计算，并经显卡DVI输出给目标生成器刷新产生辐射场景。该方法存在系统延时长且不稳定等问题。经过测试，从图像处理计算机接收动态场景仿真主机实时数据开始，至目标生成器产生仿真场景，帧频为100Hz时，存在大于40ms的不稳定延时，严重影响了半实物仿真系统的精度和可靠性。
技术实现思路
为了解决上述问题至少之一，本专利技术第一方面提供一种高帧频短延时动态场景仿真生成系统，包括动态场景仿真主机、图像处理计算机、目标生成器和同步曝光信号发生器，其中动态场景仿真主机，用于根据动态场景的仿真需求生成目标特性数据，并传输至所述图像处理计算机；同步曝光信号发生器，用于根据动态场景的采样时间产生同步曝光信号，并传输至所述目标生成器产生硬件中断信号以触发所述图像处理计算机；图像处理计算机根据接收的所述硬件中断信号，使用所述目标特性数据进行计算生成三维场景数据并传输至所述目标生成器，所述目标生成器根据所述三维场景数据生成可视的光学图像。进一步地，所述同步曝光信号为模拟信号、TTL信号或光隔输入信号。进一步地，所述目标生成器包括硬件中断生成单元、图像数据接收单元和目标图像生成单元，其中，硬件中断生成单元根据接收的所述同步曝光信号调整所述目标生成器的时序，并根据所述同步曝光信号的持续时间和所述图像处理计算机的计算和传输能力生成所述硬件中断信号，包括第一中断信号和第二中断信号，用于控制所述图像处理计算机的时序；图像数据接收单元用于接收所述图像处理计算机生成的三维场景数据，并传输至所述目标图像生成单元；目标图像生成单元响应于同步曝光信号生成可视的光学图像。进一步地，所述图像处理计算机包括图像计算单元和数据传输单元，其中图像计算单元响应于所述第一中断信号开始计算并生成三维场景数据；数据传输单元响应于所述第二中断信号开始传输所述三维场景数据至所述目标生成器。进一步地，所述三维场景数据包括多个数据帧，所述图像处理计算机的图像计算单元还包括存储器；所述存储器包括乒乓结构的第一存储单元和第二存储单元，用于交替存储所述三维场景数据的数据帧；所述目标生成器的图像数据接收单元包括乒乓结构的第一缓存单元和第二缓存单元，用于交替存储接收到的三维场景数据的数据帧。本专利技术第二方面提供一种利用第一方面所述的高帧频短延时动态场景仿真生成系统的动态场景仿真生成方法，包括：S101：同步曝光信号发生器根据动态场景产生同步曝光信号，并传输至所述目标生成器；S103：所述目标生成器根据接收的所述同步曝光信号产生硬件中断信号并触发所述图像处理计算机；S105：所述图像处理计算机根据硬件中断信号对来自所述动态场景仿真主机的目标特性数据进行计算，生成三维场景数据并传输至所述目标生成器；S107：所述目标生成器根据接收到的所述三维场景数据生成可视的光学图像。进一步地，所述同步曝光信号为模拟信号、TTL信号或光隔输入信号。进一步地，所述目标生成器包括硬件中断生成单元、图像数据接收单元和目标图像生成单元，所述步骤S103具体包括：S1031：所述硬件中断生成单元根据接收的所述同步曝光信号调整所述目标生成器的时序；S1033：所述硬件中断生成单元根据所述同步曝光信号的持续时间和所述图像处理计算机的计算能力生成第一中断信号并触发所述图像处理计算机；S1035：所述硬件中断生成单元根据所述图像处理计算机的计算和传输能力生成第二中断信号并触发所述图像处理计算机。进一步地，所述图像处理计算机包括图像计算单元和数据传输单元，所述图像计算单元还包括存储器，所述存储器包括乒乓结构的第一存储单元和第二存储单元，所述步骤S105具体包括：S1051：所述图像计算单元响应于所述第一中断信号开始计算目标特性数据，并生成三维场景数据；S1053：所述第一存储单元存储所述生成的三维场景数据的第N帧，所述第二存储单元存储所述生成的三维场景数据的第N+1帧，所述第一存储单元和第二存储单元轮流存储所述三维场景数据的数据帧；S1055：所述数据传输单元响应于所述第二中断信号开始传输所述三维场景数据的数据帧至所述目标生成器。进一步地，所述目标生成器的图像数据接收单元包括乒乓结构的第一缓存单元和第二缓存单元，用于交替存储接收到的三维场景数据的数据帧，当接收到完整的所述三维场景数据后，所述目标图像生成单元响应于所述同步曝光信号将接收到的所述三维场景数据生成可视的光学图像。本专利技术的有益效果如下：本专利技术提供的技术方案通过引入硬件中断，图像计算单元根据硬件中断信号控制图像生成时序，并与同步曝光信号匹配，目标生成器根据图像计算单元生成的三维场景数据生成可视光学图像，具备动态场景仿真生成图像时序严格受控、光学图像输出延时稳定的优势，极大提升了半实物动态场景仿真生成的置信度。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。图1示出本专利技术的一个实施例的所述动态场景仿真生成系统的框图；图2示出本专利技术的另一个实施例的所述动态场景仿真生成系统的框图；图3示出本专利技术的另一个实施例的所述动态场景仿真生成系统的时序图；图4示出本专利技术的另一个实施例的所述动态场景仿真生成方法的流程图；图5示出本专利技术的另一个实施例的所述硬件中断信号处理的流程图；图6示出本专利技术的另一个实施例的所述图像处理计算机工作的流程图。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术，下面结合优选实施例和附图对本专利技术做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本专利技术的保护范围。如图1所示，本专利技术的一个实施例提供了一种高帧频短延时动态场景仿真生成系统，包括动态场景仿真主机、图像处理计算机、目标生成器和同步曝光信号发生器，其中动态场景仿真主机，用于根据动态场景的仿真需求生成目标特性数据，并传输至所述图像处理计算机；同步曝光信号发生器，用于根据动态场景的采样时间产生同步曝光信号，并传输至所述目标生成器产生硬件中断信号以触发所述图像处理计算机；图像处理计算机根据接收的所述硬件中断信号，使用所述目标特性数据进行计算生成三维场景数据并传输至所述目标生成器，所述目标生成器根据所述三维场景数据生成可视的光学图像。在一个具体的示例中，如图2所示，所述目标生成器包括硬件中断生成单元、图像数据接收单元和目标图像生成单元，所述图像处理计算机包括图像计算单元和数据传输单元。在本实施例中对目标交会对接控制系统进行动态场景仿真，首先，在动态场景仿真主机中按照目标交会对接场景设置仿真参数，例如仿真时间、轨迹和控制系统响应特性等，生成所述场景的某一帧的目标特性数据，包括目标对接类型、数量、位置、姿态和识别特征等，然后将所述目标特性数据提供至所述图像处理计算机。同时，如图3所示，根据目标交会对接控制系统中对动态场景本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高帧频短延时动态场景仿真生成系统，其特征在于，包括动态场景仿真主机、图像处理计算机、目标生成器和同步曝光信号发生器，其中动态场景仿真主机，用于根据动态场景的仿真需求生成目标特性数据，并传输至所述图像处理计算机；同步曝光信号发生器，用于根据动态场景的采样时间产生同步曝光信号，并传输至所述目标生成器产生硬件中断信号以触发所述图像处理计算机；图像处理计算机根据接收的所述硬件中断信号，使用所述目标特性数据进行计算生成三维场景数据并传输至所述目标生成器，所述目标生成器根据所述三维场景数据生成可视的光学图像。

【技术特征摘要】
1.一种高帧频短延时动态场景仿真生成系统，其特征在于，包括动态场景仿真主机、图像处理计算机、目标生成器和同步曝光信号发生器，其中动态场景仿真主机，用于根据动态场景的仿真需求生成目标特性数据，并传输至所述图像处理计算机；同步曝光信号发生器，用于根据动态场景的采样时间产生同步曝光信号，并传输至所述目标生成器产生硬件中断信号以触发所述图像处理计算机；图像处理计算机根据接收的所述硬件中断信号，使用所述目标特性数据进行计算生成三维场景数据并传输至所述目标生成器，所述目标生成器根据所述三维场景数据生成可视的光学图像。2.根据权利要求1所述的动态场景仿真生成系统，其特征在于，所述同步曝光信号为模拟信号、TTL信号或光隔输入信号。3.根据权利要求1所述的动态场景仿真生成系统，其特征在于，所述目标生成器包括硬件中断生成单元、图像数据接收单元和目标图像生成单元，其中，硬件中断生成单元根据接收的所述同步曝光信号调整所述目标生成器的时序，并根据所述同步曝光信号的持续时间和所述图像处理计算机的计算和传输能力生成所述硬件中断信号，包括第一中断信号和第二中断信号，用于控制所述图像处理计算机的时序；图像数据接收单元用于接收所述图像处理计算机生成的三维场景数据，并传输至所述目标图像生成单元；目标图像生成单元响应于同步曝光信号生成可视的光学图像。4.根据权利要求3所述的动态场景仿真生成系统，其特征在于，所述图像处理计算机包括图像计算单元和数据传输单元，其中图像计算单元响应于所述第一中断信号开始计算并生成三维场景数据；数据传输单元响应于所述第二中断信号开始传输所述三维场景数据至所述目标生成器。5.根据权利要求4所述的动态场景仿真生成系统，其特征在于，所述三维场景数据包括多个数据帧，所述图像处理计算机的图像计算单元还包括存储器；所述存储器包括乒乓结构的第一存储单元和第二存储单元，用于交替存储所述三维场景数据的数据帧；所述目标生成器的图像数据接收单元包括乒乓结构的第一缓存单元和第二缓存单元，用于交替存储接收到的三维场景数据的数据帧。6.一种利用权利要求1-5中任一项所述的高帧频短延时动态场景仿真生成系统的动态场景仿真生成方法，其特征在于，包括：S101：同步曝...

【专利技术属性】
技术研发人员：张兴，杜惠杰，高阳，虞红，张盈，赵宏鸣，杜渐，费锦东，
申请(专利权)人：北京仿真中心，
类型：发明
国别省市：北京,11