一种红外热像仪多电机控制电路制造技术

本发明专利技术公开了一种红外热像仪多电机控制电路，本发明专利技术的电机控制电路运用于多型红外热像仪上，能够完成热像仪各电机的控制，该电路配合电机控制软件程序，与相关电机、机械结构、光电开关等协同配合和控制，该设计能够完成时间精度达到0.01微秒级、位置精度达到0.01毫米级的多电机协同控制，功能多样且采用统型电机接口，以便后续更新与维护，对连续变焦距系统及电机控制的研究具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种红外热像仪多电机控制电路
本专利技术涉及红外探测
，特别是涉及一种红外热像仪多电机控制电路。
技术介绍
近年来随着红外成像技术的发展，红外变焦距系统被广泛运用于监控、红外前视及目标识别等领域。与传统变焦系统相比，连续变焦距系统可以无突变的实现搜索和跟踪视场两者之间的转换，在视场转换过程中能够保持像面位置稳定，能较好的实现快速精准的追踪和测量目标等功能。在红外热像仪领域，硬件电路以PPGA为处理器的成像电路为核心，电机控制一般为以ARM、MCU为处理核心，需统一处理器类型以减少软硬件开发种类、节约开发资源。同时电路为要实现连续变焦必须由多电机协同配合实现，而红外热像仪中的电机种类按电机的功能划分，分为调焦电机和视场电机，一般由步进电机来实现调焦功能，直流电机来实现视场切换功能，需要根据红外热像仪的需求来设计步进电机和直流电机的数量和位置，因此如何同时满足运用多种电机的驱动控制电路是红外热像仪不可或缺的部分。
技术实现思路
本专利技术提供了一种红外热像仪多电机控制电路，以解决现有的驱动控制电路不能同时兼容多种电机的问题。本专利技术提供了一种红外热像仪多电机控制电路，包括：现场可编辑逻辑门阵列FPGA、成像电路、电机控制模块和温度传感器，其中，所述成像电路、所述电机控制模块和所述温度传感器均分别与所述FPGA连接；所述成像电路与所述FPGA通过串口通信电路连接，所述FPGA通过所述串口通信电路接收所述成像电路的控制命令，并通过所述串口通信电路将所述FPGA接收到的状态信息实时反馈给所述成像电路，以使所述成像电路根据所述状态信息通过所述FPGA控制相应的电机完成调焦、切换视场，所述状态信息包括电机的状态信息以及所述温度传感器的温度信息；所述电机控制模块为多个，且每个电机控制模块均对应一个电机，所述FPGA通过所述电机控制模块控制与相应的电机的工作，并接收电机的编码器信息；所述FPGA接收所述温度传感器的温度信息，并根据所述温度信息以及编码器信息来控制电机控制模块，以对相应的电机的工作状态进行调整。可选地，所述控制电路还包括：多个光电开关，所述光电开关设置在电机组件上；所述光电开关监测电机的电机组件的位置信息，并将监测到的位置信息反馈给所述FPGA，以使所述FPGA控制与该光电开关对应的电机停转运动或反转；所述电机包括直流电机和交流电机。可选地，所述电机控制模块为三个，且每个电机控制模块均通过电机转接小板与所述FPGA连接。可选地，三个所述电机控制模块并排设置在所述电机控制模块上。可选地，所述电机转接小板采用双列直排可拆卸接插件形式。可选地，所述电机转接小板的两排插针数量不同，以防反插。可选地，按照功能需求，将所述电机接口划分为电机驱动、对外接口、通用电机三个区域，并以预设间距采用分区域走线以规范线缆。可选地，所述FPGA上设有：CPU、节拍器和多个电机控制模块，其中，所述电机控制模块是与电机相一一对应的；各个电机控制模块在CPU的控制和节拍器的同步下各自并行工作。可选地，所述FPGA还用于接收所述成像电路控制信号进行连续变倍、视场定位、连续变倍曲线模式切换、温度补偿及曲线修正，并控制电机进行电复位及零位标定、故障检测及异常处理。本专利技术有益效果如下：本专利技术的电机控制电路运用于多型红外热像仪上，能够完成热像仪各电机的控制，该电路配合电机控制软件程序，与相关电机、机械结构、光电开关等协同配合和控制，该设计能够完成时间精度达到0.01微秒级、位置精度达到0.01毫米级的多电机协同控制，功能多样且采用统型电机接口，以便后续更新与维护，对连续变焦距系统及电机控制的研究具有重要意义。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1是本专利技术实施例提供的控制电路硬件结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的多电机电路驱动模块的结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的模块化分立控制型软件架构图；图4是现有的控制电路记录的目标位置与实际位置的曲线关系示意图；图5是本专利技术实施例提供的控制电路记录的目标位置与实际位置的曲线关系示意图；图6是本专利技术实施例提供的电机控制电路原理框图。具体实施方式现有的红外热像仪中硬件电路以PPGA为处理器的成像电路为核心，电机控制一般为以ARM、MCU为处理核心，需统一处理器类型以减少软硬件开发种类、节约开发资源。同时电路为要实现连续变焦必须由多电机协同配合实现，需要设计一种专用的电机驱动电路。另外红外热像仪中的电机种类按电机的功能划分，分为调焦电机和视场电机，一般由步进电机来实现调焦功能，直流电机来实现视场切换功能，需要根据红外热像仪的需求来设计步进电机和直流电机的数量和位置，因此满足运用多种电机的驱动控制电路是红外热像仪不可或缺的部分。针对现有的红外热像仪中电机控制主要存在以下问题：1.电机控制电路采用ARM和MCU作为处理器，与红外成像电路处理电路软硬件架构、设计思路、使用方案有所差异，带来了额外的设计成本；2.在军用武器开发元器件国产化开发的大趋势下，势必要采用国产化集成电路，ARM、MCU这一类处理器类芯片在国内尚未有成熟军用级产品，需统型设计，减少核心处理器种类；3.针对多种红外热像仪的电机控制需求，电机控制电路一方面要满足两种不同电机的驱动控制，另一方面要满足最多三个电机控制的兼容设计，现有电路无法同时兼容以上功能；4.现有电机控制软件架构还存在以下问题：由于ARM、MCU处理器的先天原因导致高频次中断响应能力不满足应用要求；机电软件控制模块不够灵活，针对不同的连续变焦光学系统适应性较差，需大量更改程序。针对上述问题，本专利技术实施例提供了一种红外热像仪多电机控制电路，如图1所示，现场可编辑逻辑门阵列FPGA、成像电路、电机控制模块和温度传感器，其中，所述成像电路、所述电机控制模块和所述温度传感器均分别与所述FPGA连接；所述成像电路与所述FPGA通过串口通信电路连接，所述FPGA通过所述串口通信电路接收所述成像电路的控制命令，并通过所述串口通信电路将所述FPGA接收到的状态信息实时反馈给所述成像电路，以使所述成像电路根据所述状态信息通过所述FPGA控制相应的电机完成调焦、切换视场，所述状态信息包括电机的状态信息以及所述温度传感器的温度信息；所述电机控制模块为多个，且每个电机控制模块均对应一个电机，所述FPGA通过所述电机控制模块控制与相应的电机的工作，并接收电机的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种红外热像仪多电机控制电路，其特征在于，包括：现场可编辑逻辑门阵列FPGA、成像电路、电机控制模块和温度传感器，其中，所述成像电路、所述电机控制模块和所述温度传感器均分别与所述FPGA连接；/n所述成像电路与所述FPGA通过串口通信电路连接，所述FPGA通过所述串口通信电路接收所述成像电路的控制命令，并通过所述串口通信电路将所述FPGA接收到的状态信息实时反馈给所述成像电路，以使所述成像电路根据所述状态信息通过所述FPGA控制相应的电机完成调焦、切换视场，所述状态信息包括电机的状态信息以及所述温度传感器的温度信息；/n所述电机控制模块为多个，且每个电机控制模块均对应一个电机，所述FPGA通过所述电机控制模块控制与相应的电机的工作，并接收电机的编码器信息；/n所述FPGA接收所述温度传感器的温度信息，并根据所述温度信息以及编码器信息来控制电机控制模块，以对相应的电机的工作状态进行调整。/n

【技术特征摘要】
1.一种红外热像仪多电机控制电路，其特征在于，包括：现场可编辑逻辑门阵列FPGA、成像电路、电机控制模块和温度传感器，其中，所述成像电路、所述电机控制模块和所述温度传感器均分别与所述FPGA连接；
所述成像电路与所述FPGA通过串口通信电路连接，所述FPGA通过所述串口通信电路接收所述成像电路的控制命令，并通过所述串口通信电路将所述FPGA接收到的状态信息实时反馈给所述成像电路，以使所述成像电路根据所述状态信息通过所述FPGA控制相应的电机完成调焦、切换视场，所述状态信息包括电机的状态信息以及所述温度传感器的温度信息；
所述电机控制模块为多个，且每个电机控制模块均对应一个电机，所述FPGA通过所述电机控制模块控制与相应的电机的工作，并接收电机的编码器信息；
所述FPGA接收所述温度传感器的温度信息，并根据所述温度信息以及编码器信息来控制电机控制模块，以对相应的电机的工作状态进行调整。


2.根据权利要求1所述的红外热像仪多电机控制电路，其特征在于，所述控制电路还包括：多个光电开关，所述光电开关设置在电机组件上；
所述光电开关监测电机的电机组件的位置信息，并将监测到的位置信息反馈给所述FPGA，以使所述FPGA控制与该光电开关对应的电机停转运动或反转；
所述电机包括直流电机和交流电机。


3.根据权利要求1所述的红外热像仪多电机控制电路，其特征在于，
所述电机控制模块为三个，且每个电机控制模块均通过电机转接小板与所述FPGA连...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘梁然，刘纪洲，青鸿阅，许静，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十一研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11