专利名称：红外探测器输出的模拟装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及模拟信号发生技术和红外探测技术，具体地说是一种 红外探测器输出的模拟装置，应用于四元红外目标跟踪算法的调试和验证 与设备信号检测等领域。
背景技术：
模拟信号发生技术是仿真技术的一个重要方面。为了使得目标跟踪过 程中的数字信号处理算法能够得到快速有效的验证、节约调试过程的成本， 模拟信号发生器的作用和意义就显得非常明显了。对于目标和与原点的距 离和目标像点相对光传感器的位置都作了算法拟合，这样可以根据目标的 变化形成幅度、宽度、上升率均可调的脉冲输出，最大程度的接近真实目 标情况下的探测器输出。目前大多数的四元红外探测器模拟信号发生器都 是在设定目标后输出幅度、宽度及斜率固定的波形，这样导致跟踪算法的 调试和验证都很大程度上受到了限制，没有达到真正的仿真信号源的作用。实用新型内容为了克服现有技术中存在的跟踪算法的调试和验证受限，仿真结果不 理想的不足，本实用新型的目的在于提供一种跟踪算法的调试和验证不受 限制且仿真结果理想的红外探测器输出的模拟装置。本实用新型解决其技术问题所釆用的技术方案如下以信号处理器为 核心，还包括DA转换电路及调整放大电路，配有复位电路、时钟电路， 其中信号处理器通过串口接口接收来自目标的初始目标运动信息和目标位 置信息，对所述初始信息通过控制程序动态提取波形特征并进行恢复处理, 得到数字量信息，经SPI接口输送给DA转换电路，把得到的模拟量送至 调整放大电路输出；信号处理器所模拟的传感器输出可以为多路。本实用新型的有益效果是本实用新型所述的红外探测器输出的模拟方法结合了目标的运动信息 和位置信息，通过算法实现了对波形的幅度和相位进行了动态模拟，这样 的波形模拟包含了波形的全部信息，波形逼真，用在跟踪算法的调式和验证过程中方便、准确、不受限制，仿真效果理想。本实用新型采用了高速的数字型号处理器作为主控芯片，它具有时钟 主频高、片上外设资源丰富、集成大量RAM等优点特别适合本实用新型 的大量计算，用高速高分辨率的数模转换器作为输出器件，波形模拟高速、 真实。本实用新型装置集成度高，运行稳定，可以方便地对本实用新型算 法功能进行完善。本实用新型可应用于四元红外目标跟踪算法的调试和验证与设备信号 检测等领域，本实用新型方式产生波形技术可以广泛的应用在各种波形发 生器中。
图1为红外探测器输出的模拟装置电路结构图。图2为红外探测器输出的模拟控制程序流程示意图。
具体实施方式
下面通过结合附图对本实用新型作进一步详细说明。红外探测器输出的模拟方法根据目标运动信息和目标位置信息模拟 探测器的波形信息，作为红外探测器输出；具体为用目标运动信息模拟 目标沿固定轨迹由远到近的运动动态过程，根据探测器的输出的幅度和目 标像点扫描在探测器上的能量成正比的原理，计算目标像点扫描在探测器 上的面积(即能量)数据，获取与目标像点扫描面积相对应的探测器输出 幅度特征；通过目标位置信息来模拟目标相传感器的位置，包括距离和角 度，根据圆锥扫描原理计算出目标波形在运动周期内出现的时刻，作为相 位特征；结合目标运动信息获得的幅度特征，从而获得幅度特征和相位特 征结合的、作为红外探测器输出的全部动态波形信息。面积计算式s= a*R-R*sin a(R-d),其中a为像点圆心与探测器相交边 沿的夹角，R为像点半径，d为像点与探测器相交的深度。时刻计算式t=e*T/2n，其中t为出现的时刻；e为像点相对原点偏角；T为系统的运动周期；n为圆周率。幅度特征由像点及传感器尺寸决定；相位特征由探测器数目决定(本 实施例数目为4个)。如图l所示，红外探测器输出的模拟装置以信号处理器DSP为核心， 还包括DA转换电路及调整放大电路，配有复位电路、时钟电路，其中信 号处理器DSP通过串口接口接收来自目标的初始目标运动信息和目标位置 信息，对所述初始信息通过控制程序动态提取波形特征并进行恢复处理，得到数字量信息，经SPI接口输送给DA转换电路，把得到的模拟量送至调整放大电路输出。本实施例还可以通过在信号处理器DSP后接调试电路对模拟情况进行调试。如图2所示，所述控制程序步骤首先，用目标运动信息模拟目标沿 固定轨迹由远到近的运动动态过程，根据探测器的输出的幅度和目标像点 扫描在探测器上的能量成正比的原理，计算目标像点扫描在探测器上的面 积数据，获取与目标像点扫描面积相对应的探测器输出幅度特征；再通过 目标位置信息来模拟目标相传感器的位置，包括距离和角度，根据圆锥扫 描原理计算出目标波形在运动周期内出现的时刻，作为相位特征；结合目 标运动信息获得的幅度特征，从而获得幅度特征和相位特征结合的、作为 红外探测器输出的全部动态波形信息，然后将信息存储于波形结构体中； 再按时钟节拍提取波形结构体中存储的幅度特征和相位特征，通过波形恢 复算法得到与该时刻相对应的波形的数字量，最后通过数模转换后输出模 拟量波形。波形恢复计算式d=65535*s/s—max,其中d为数字量输出；s为目标 像点扫描到探测器上的面积；s—max为扫描最大面积。信号处理器DSP所接收的信号处理器DSP所模拟的传感器输出可以多 路。本实施例为四路。
权利要求1.一种红外探测器输出的模拟装置，其特征在于以信号处理器(DSP)为核心，还包括DA转换电路及调整放大电路，配有复位电路、时钟电路，其中信号处理器(DSP)通过串口接口接收来自目标的初始目标运动信息和目标位置信息，对所述初始信息通过控制程序动态提取波形特征并进行恢复处理，得到数字量信息，经SPI接口输送给DA转换电路，把得到的模拟量送至调整放大电路输出。
2. 按照权利要求l所述红外探测器输出的模拟装置，其特征在于信 号处理器(DSP)所模拟的传感器输出可以为多路。
专利摘要本实用新型涉及模拟信号发生技术和红外探测技术，具体地说是一种红外探测器输出的模拟装置。它根据目标运动信息和目标位置信息模拟探测器的波形信息，作为红外探测器输出；以信号处理器为核心，还包括DA转换电路及调整放大电路，配有复位电路、时钟电路，其中信号处理器通过串口接口接收来自PC机的目标初始目标运动信息和目标位置信息，对所述初始信息通过控制程序动态提取波形特征并进行恢复处理，得到数字量信息，经SPI接口输送给DA转换电路，把得到的模拟量送至调整放大电路输出。本实用新型技术可以广泛的应用在各种波形发生器中，使跟踪算法的调试和验证不受限制且仿真结果理想。
文档编号G06T7/00GK201111146SQ20072001558
公开日2008年9月3日 申请日期2007年10月31日 优先权日2007年10月31日
发明者佟新鑫, 刘晓安, 丹 朱, 旭 王, 王庆山, 王恩德 申请人:中国科学院沈阳自动化研究所