用于拼接相机的控制和传输方法及存储介质技术

本发明专利技术的一种用于拼接相机的控制和传输方法及存储介质，要求所有设备按照一对一或一对多的模式进行通信，上位机总是充当主控设备发起通信，下位机根据自身状态对上位机的通信发出响应；对于拼接相机系统中的各个图像传感器，本方法会依此赋予其不重复的设备编号，并以设备编号作为对应的图像传感器的唯一标识，设备编号0为保留的广播设备，当上位机与0设备通信时将相关配置及信息广播至所有图像传感器；本发明专利技术实现一套既能够一对一配置拼接相机的各个读出通道、传感器的各个参数、又可以广播实现统一配置、统一读取配置功能的控制协议；实现适应于高速传输、信道可能不稳定条件下的图像传输协议，并充分适应于科学级拼接相机的使用场景。机的使用场景。机的使用场景。

【技术实现步骤摘要】
用于拼接相机的控制和传输方法及存储介质


[0001]本专利技术涉及计算机设备控制
，具体涉及一种用于拼接相机的控制和传输方法。

技术介绍

[0002]对于巡天观测来说，使用拼接相机是提高巡天速度、巡天质量的关键手段。拼接相机的数据量、数据速率很高，在传输图像的过程中，信道的不稳定性、拥塞以及缓冲区占满等等因素会导致包括丢包、包顺序混乱在内的传输问题；由于需要传输的数据量相比一般的科学级相机更大，这种传输问题在单次曝光任务中发生的概率也更高，为了实现拼接相机图像的稳定传输，需要设计专门的图像传输协议和传输流程，从而实现包括丢包重传，包顺序整合在内的功能，也可以实现与特定的传输信道的物理特性相匹配从而提高传输效率的功能。
[0003]由于拼接式科学级相机通常使用FPGA实现读出过程和传输逻辑，因此协议的设计必须要能够快速地被FPGA解析，传输流程应当能被FPGA以较少的资源实现。典型的通用可靠传输协议在FPGA端实现需要大量的逻辑资源。例如，最广为应用的可靠传输协议TCP协议，由于需要发送端对数据包的传输状态进行记录，维护计时器，并由本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于拼接相机的控制和传输方法，适用于使用包括USB、Ethernet、UART介质作为通信介质的拼接式科学级相机，其中，拼接式科学级相机包括两片及以上的CMOS或CCD传感器作为图像传感器；其特征在于，要求所有设备按照一对一或一对多的模式进行通信，上位机总是充当主控设备发起通信，下位机根据自身状态对上位机的通信发出响应；对于拼接相机系统中的各个图像传感器，本方法会依此赋予其不重复的设备编号，并以设备编号作为对应的图像传感器的唯一标识，设备编号0为保留的广播设备，当上位机与0设备通信时将相关配置及信息广播至所有图像传感器；还包括参数的约定，具体如下：设定控制行为的最小单位为命令；命令包含元信息头部与键值对负荷信息两部分，其中所有的信息满足32位对齐；头部信息占据前8个字节，依次包含命令编号、目标/源设备编号，参数数量信息，以及可选的校验位；每个部分占两个字节；其中，命令标号用于确定该条控制信息的功能；目标/源设备编号标志当命令是从上位机下发时这条命令去往哪一个图像传感器，或当命令时从下位机返回至上位机时这条命令来自于的图像传感器编号；参数数量信息用于标明命令的负荷信息段包含的参数条数；校验和为可选字段，如果填0，则表示忽略校验，否则为对整条信息进行和校验的校验值；负荷信息部分则包含若干键值对格式的参数，每个键、值各占两个字节，因此每个键值对也是32位对齐的，对于序列化/逆序列化过程起到加速作用；在头部的参数数量字段的值需要与键值对的个数相匹配。2.根据权利要求1所述的用于拼接相机的控制和传输方法，其特征在于：还包括对于图像传输，定义图像数据包的格式与通信标准：图像数据传输过程由上位机发起，上位机将需要读取的图像传感器设备标号作为参数发送给相机；相机则将对应图像传感器的数据包依次返回给上位机，数据包的尺寸根据信道的数据报文尺寸进行调整，以避免粘包、分包；数据包头部设有专门的标记信息，共占据八个字节，分别是源图像传感器标记占两个字节，包逻辑位置标记占两个字节、包尺寸标记占两个字节和可选的包校验位；源图像传感器标记用于标记该数据包所隶属的图像传感器的编号，与控制命令中的图像传感器编号对应；包逻辑位置标记该数据包在图像传感器中的逻辑位置，方便数据包在打乱后回复正确顺序；包尺寸标记以字节为单位，可以在流式信道上帮助找到数据包的尾部位置；还包括可选的校验位帮助确认数据包中的数据是否发生传输错误；上位机用一张初始全为0的位图描述各个数据包是否正常接收到，根据数据包的逻辑位置标记将位图中的对应位置为1，在完成一个图像传感器的数据传输时通过对位图中对应片区进行加和计算出是否有丢包和丢包的位置，如果发生丢包，则发起针对该图像传感器的重传；各个图像传感器的依次传输，数据包中的负荷数据由图像传感器的各个读出通道的像素数据依次排列生成，方便上位机将图像数据恢复到正确的实际位置；每个像素固定占有
16bit宽度，整个数据包中的全部数据满足16位对齐。3.根据权利要求2所述的用于拼接相机的控制和传输方法，其特征在于：还包括序列化/逆序列化库的实现充分考虑了协议具有字节对齐的特性，利用C语言的标准定宽度整形和其内存布局特性，设计了平台无关的pktHeader、pktKV，imgHeader结构体；pktHeader用于描述控制命令字的头部元信息；pktKV用于描述一个键值对；imgHeader用于描述图像数据包的头部信息；对于一段满足MSC协议约束的字节流，使用逆序列化函数会返回一个pktHeader结构体和若干pktKV结构体，从而得到命令的基本信息、来源CCD、参数的个数、键和值等信息；对应的，用户可以填写pktHeader结构体和pktKV结构体，并将其作为参数填入序列化函数，即可将其整合为字节流，用于发送给相机系统；对于上位机收取到的数据包...

【专利技术属性】
技术研发人员：王坚，王之越，耿哲，郑圳昊，张鸿飞，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：