一种成像系统守时授时精度测试系统及测试方法

1.本发明属于一种守时授时精度测试方法，具体涉及一种成像系统守时授时精度测试系统及测试方法。


背景技术：

2.时间同步就是将不同地方的时钟对准，以其中一个时间作为标准时间，将另一个时钟调整成标准时间，从而达到时钟同步。随着科学技术的发展，高精度的时间同步被广泛应用于各个行业。
3.成像系统，尤其是用于监视、视频测量的产品，对时间同步的要求也越来越高。该类产品的特点，是能够将时间信息直接存储在图像的辅助数据中，一般还需要考核系统的守时授时精度。在对该类产品进行实际测试考核时，存在以下问题：
4.(1)使用示波器直接测量特征信号的方式：只能测试产品自身时序系统的守时授时精度，无法准确测试产品输出的辅助数据中时间的正确性。且需要产品能够引出特征信号，测试具有局限性。
5.(2)使用拍摄数码管的方式：一般直接使用b码信号进行测试，测试精度只能达到秒级，测试精度较低。


技术实现要素：

6.本发明为解决目前对用于监视、视频测量的成像系统守时授时精度进行测试考核时，采用示波器直接测量特征信号的方式，无法准确测试辅助数据中时间的正确性且测试具有局限性，采用拍摄数码管的方式，测试精度较低的技术问题，提供一种成像系统守时授时精度测试系统及测试方法。
7.为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
8.一种成像系统守时授时精度测试系统，其特殊之处在于，包括温度补偿晶振、接口单元，以及依次相连的天线、接收机、解调单元和时序机及延时器；
9.所述温度补偿晶振的输出端与时序机及延时器的另一输入端相连；
10.所述解调单元的另一输出端和时序机及延时器的输出端分别与接口单元的两个输入端相连；接口单元的输出端连接灯阵，用于点亮灯阵，并控制灯阵的显示；所述接口单元具有至少一个空置输入端，用于根据待测成像系统的特性确定是否连接待测成像系统。
11.进一步地，所述接收机为北斗/gps接收机。
12.本发明还提供了一种成像系统守时授时精度测试方法，基于上述一种成像系统守时授时精度测试系统，其特殊之处在于，包括以下步骤：
13.s1，将天线置于户外，查看接收机是否接收到锁定信息，若接收到大于等于预设数量卫星的锁定信息，则执行步骤s2，否则，调整天线的位置，直至接收机接收到大于等于预设数量卫星的锁定信息；
14.s2，通过接收机输出b时间码信号和1pps秒脉冲；
15.s3，通过解调单元将所述b时间码信号解调为天、时、分、秒信息，得到秒值信号，将秒值信号发送至接口单元，将1pps秒脉冲发送至时序机及延时器；
16.s4，通过温度补偿晶振向时序机及延时器发送时钟信号，时序机及延时器对所述时钟信号进行分频或倍频处理，得到计数时钟和脉冲信号，并将计数时钟的计数值信号、脉冲信号发送至接口单元；
17.s5，所述接口单元通过计数值信号计算得到该时刻的微秒值信号，将秒值信号、微秒值信号、脉冲信号发送至灯阵，通过脉冲信号点亮灯阵，使秒值信号和微秒值信号对应的信息在灯阵上进行显示；
18.s6，根据待测成像系统的特性，设置待测成像系统与接口单元的连接关系，并使待测成像系统正对灯阵进行拍摄，根据拍摄得到图像中的信息，获取待测成像系统守时授时精度测试结果。
19.进一步地，步骤s6具体为：
20.若待测成像系统能够引出帧同步/曝光时间开始信号：
21.sa.1，连接待测成像系统和接口单元，将帧同步/曝光时间开始信号输送至接口单元；
22.sa.2，接口单元接收到帧同步/曝光时间开始信号后，停止输出秒值信号和微秒值信号，使灯阵上显示的时刻冻结为时刻a，同时，通过待测成像系统拍摄灯阵，查看拍摄图像中第一帧出现时刻a的图像，将该图像中的辅助数据显示时刻b与时刻a的差值，作为待测成像系统的测试结果；
23.若待测成像系统无法引出帧同步/曝光时间开始信号，且帧同步/曝光时间与1pps秒脉冲无固定时序关系：
24.sb.1，通过待测成像系统连续拍摄灯阵，查看连续拍摄的多张图像中灯阵显示的时刻c，确定时刻c各位数字中第一位不变化的数字，记作第n位；
25.sb.2，根据灯阵的规模确定步骤s4中所述脉冲信号的频率，并通过所述脉冲信号使灯阵中的各发光单元被依次点亮；
26.sb.3，再次通过待测成像系统拍摄灯阵，对拍摄图像中灯阵显示时刻的前n-1位进行记录，对第n位及第n位以后的数据，采用拍摄图像中第一个被点亮的发光单元顺序位置数乘以所述脉冲信号周期，得到时刻a，将图像中的辅助数据显示时刻b与时刻a的差值，作为待测成像系统的测试结果；
27.若待测成像系统无法引出帧同步/曝光时间开始信号，但帧同步/曝光时间与1pps秒脉冲有固定时序关系：
28.sc.1，通过接口单元向灯阵发送与1pps秒脉冲具有固定时序关系的延时脉冲，并使用待测成像系统拍摄灯阵；
29.sc.2，查看拍摄图像中是否有发光单元被点亮，若有，则执行步骤sc.3，否则，调节延时脉冲的延时时间，重复执行步骤sc.1，直至拍摄图像中有发光单元被点亮；
30.sc.3，减少延时脉冲的脉冲宽度，直至待测成像系统刚好能分辨被点亮的发光单元；
31.sc.4，增大延时脉冲的延时时间，查看拍摄图像中发光单元的亮度是否变化，若亮度变大，则减少延时脉冲的脉冲宽度，直至刚好能分辨被点亮的发光单元，再增大延时脉冲
的延时时间，直至被点亮的发光单元亮度不变；若不变，则减少延时脉冲的延时时间，直至被点亮的发光单元刚好消失，再缓慢增加延时脉冲的延时时间，直至刚好能分辨被点亮的发光单元；
32.sc.5，查看拍摄图像中灯阵显示的时间，读取该时间中的时、分、秒，秒值之后采用延时脉冲与1pps秒脉冲的延时，得到时刻a，将图像中的辅助数据显示时刻b与时刻a的差值，作为待测成像系统的测试结果。
33.进一步地，步骤s4中，所述计数时钟的频率大于等于100mhz。
34.进一步地，步骤s4中，所述计数时钟的计数值每秒由1pps秒脉冲进行清零。
35.进一步地，步骤s5中，所述微秒值的分辨率优于0.1μs。
36.进一步地，步骤s5中，所述将秒值和微秒值发送至灯阵，并在灯阵上进行显示具体为：
37.接口单元通过其内部的bcd译码电路将秒值和微秒值发送至灯阵，所述灯阵为数码管/led灯阵，通过灯阵的数码管进行显示。
38.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
39.1.本发明成像系统守时授时精度测试系统，仅借助温度补偿晶振、接口单元、天线、接收机、解调单元和时序机及延时器，即可准确的完成成像系统守时授时测试，整体结构简单，易于工程实现，且由于结构简单，测试操作也较为简便。
40.2.本发明成像系统守时授时精度测试系统中，能够使用北斗/gps卫星授时时间，系统测试精度高，可达微秒级。
41.3.本发明成像系统守时授时精度测试方法，可借助上述测试系统完成测试，无需其他辅助设备，测试方法简单易操作，使用范围广，能应用于各种成像系统的守时授时精度测试。
42.4.本发明成像系统守时授时精度测试方法，自身产生具有时间信息的测试目标，在特定的时间内显示具有当时时间信息的目标供成像系统拍摄。可以直接将时间与成像系统拍摄输出的图像建立联系。在产品无法引出特征信号的情况下也将有较高的测试精度。
43.5.本发明成像系统守时授时精度测试方法，对被测试的成像系统无要求，各种特性的成像系统均能够采用本发明的测试方法进行测试，且通过拍照的方式即可完成测试。
附图说明
44.图1为本发明成像系统守时授时精度测试系统实施例的结构示意图。
45.其中：1-天线、2-接收机、3-解调单元、4-时序机及延时器、5-温度补偿晶振、6-接口单元、7-灯阵驱动模块、8-灯阵、9-待测成像系统。
具体实施方式
46.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
47.如图1所示为一种成像系统守时授时精度测试系统的连接示意图，包括天线1、接
收机2(优选的是北斗/gps接收机)、解调单元3、高精度的时序机及延时器4、高精度的温度补偿晶振5、接口单元6、数码管/led类型的灯阵驱动模块7和数码管/led类型的灯阵8，待测成像系统9作为被测对象。
48.天线1、接收机2、解调单元3和时序机及延时器4依次相连，温度补偿晶振5的输出端与时序机及延时器4的输入端相连。解调单元3的输出端和时序机及延时器4的输出端分别与接口单元6的两个输入端相连；接口单元6的输出端连接灯阵8，用于点亮灯阵，并控制灯阵8的显示；所述接口单元6具有至少一个空置输入端，用于根据待测成像系统9的特性确定是否连接待测成像系统9。
49.其主要工作原理是：天线1接收北斗/gps卫星信号送给接收机2，接收机2锁定预设数量的gps/北斗卫星后，此处的预设数量一般可设置为4颗或以上，将卫星信号转换为b时间码信号，同时，送给解调单元3。解调单元3将b时间码信号解调为天、时、分、秒信息(每秒更新一次数据)和1pps秒脉冲，并转发给高精度的时序机及延时器4和接口单元6。高精度的时序机及延时器4使用高精度的温度补偿晶振5产生的时钟信号，以及b码解调单元3输入的1pps秒脉冲信号，对时钟信号进行分频作为计数时钟。计数值每秒由标准1pps秒脉冲信号进行清零。利用计数时钟产生测试所需的信号发送给接口单元6。接口单元6接收被测产品的帧同步信号、b码解调单元3和高精度时序机及延时器4的时间信号，将其转换bcd信号和脉冲信号送给灯阵8的led灯阵。驱动模块7能够为灯阵8提供驱动信号。使用待测成像系统拍摄灯阵8，查看图像中拍到的时间信息与辅助数据中的时间信息之差，来计算其守时授时精度。
50.基于上述成像系统守时授时精度测试系统，本发明还提供了一种成像系统守时授时精度测试方法，具体测试过程如下：
51.1.首先进行时间同步：根据测试产品的授时方式，确定被测产品使用自身授时信号还是使用测试系统的授时信号，确保被测产品与测试系统时间同步。将天线1置于户外空旷场地，等待十分钟以上，查看接收机2否接收到锁定信息。若锁定4颗及4颗以上卫星则进行下一步，若锁定卫星少于4颗或锁定失败，则调整接收天线位置，等待锁定4颗及4颗以上卫星。接收机2输出b时间码信号和1pps秒脉冲用于时间同步。
52.2.获取测试信号：解调单元3将接收机2输出的b时间码信号解调为天、时、分、秒信息(秒值)并转发给接口单元6；高精度的时序机及延时器4接收高精度的温度补偿晶振5输出的时钟信号，对时钟信号进行分频/倍频后产生计数时钟进行计数，其频率不低于100mhz。计数值每秒由接收机2输出的1pps秒脉冲信号进行清零，同时，产生频率/脉冲宽度可调的脉冲信号。时序机及延时器4将计数值和脉冲信号送给接口单元6，接口单元6通过计数值计算该时刻的微秒值，分辨率不低于0.1μs，接口单元6将秒值和微秒值信号通过bcd译码电路送给灯阵8的数码管显示；接口单元6将脉冲信号送给数码管/led灯阵8点亮led灯阵。
53.3.获取测试数据：将待测成像系统9放置在灯阵8前，使待测成像系统9能够拍摄到灯阵8。对于不同特性的待测成像系统9，其获取测试结果的具体方法不同：
54.对于可以引出帧同步/曝光时间开始信号的待测成像系统9：将帧同步/曝光时间开始信号引入接口单元6，接口单元6接收到信号后停止输出秒值和微秒值信号，灯阵8的数码管显示冻结在该时刻a。同一时刻被测产品9拍摄到该图像。则事后查看图像中第一帧出
现该时刻a的图像，该图像的辅助数据显示时刻b与时刻a之差为测试结果；
55.对于无法引出帧同步/曝光时间开始信号的产品，且帧同步/曝光时间与1pps秒脉冲无固定时序关系的待测成像系统9：使用待测成像系统9拍摄数灯阵8。查看图像中的数码管显示值，显示值为前n位应为变化且可以辨识的数字，n 1位开始一直显示数字8。这时根据灯阵8规模选择脉冲信号频率，以n 1位为ms位为例,若灯阵8规模为10个灯可以选择频率为1khz(周期为1ms),若灯阵8规模为100个灯可以选择频率为10khz。灯阵8接收到脉冲信号后会顺序点亮led，再次使用待测成像系统9拍摄灯阵8。查看图像中的数码管显示值及led灯阵图像，前n位直接读取数码管显示值，n 1位后为图像中第一个亮的led顺序位置数乘以脉冲信号周期得到时刻a，该图像的辅助数据显示时刻b与时刻a之差为测试结果；其中，辅助数据显示时刻为待测成像系统9拍摄后图像辅助数据的部分内容。
56.对于无法引出帧同步/曝光时间开始信号，但帧同步/曝光时间与1pps秒脉冲有固定时序关系的待测成像系统9：使用接口单元6产生延时脉冲(脉冲宽度小于曝光时间)，该脉冲与1pps秒脉冲具有固定时序关系(延时为帧同步/曝光时间与1pps秒脉冲之间的时间差)，送至灯阵8。使用待测成像系统9拍摄灯阵8。查看图像中的是否可以看到led被点亮，若没有看到则调节延时时间(增大或减小)，直至可以拍摄到被点亮的led。然后再减少脉冲宽度至待测成像系统9刚好能分辨被点亮的led。此时再增大延时时间(不大于曝光时间)，查看图像中led亮度是否变化，若变大则减少脉冲宽度至刚好能分辨被点亮的led，再增大延时时间，反复调整至亮度不变。若不变则减少延时时间至刚好看不到led，然后再缓慢增加延时至刚能分辨被点亮的led。查看图像中的数码管显示值及led灯阵图像，时分秒直接读取数码管显示值，秒值后为脉冲与1pps秒脉冲的延时到时刻a。该图像的辅助数据显示时刻b与时刻a之差为测试结果。
57.成像系统守时授时精度通常使用示波器直接测量特征信号的方式。该方式测试结果无法与待测成像系统9的实际输出图像进行联系，只能测试产品自身的时序系统的守时授时精度，无法完全说明产品输出辅助数据中时间的正确性。同时，需要产品可以引出特征信号。使用成像系统拍摄数码管的方式，一般直接使用b码信号进行测试，测试精度只能到秒级。成像系统守时授时精度测试装置自身产生具有时间信息的测试目标，在特定的时间内显示具有当时时间信息(精度最高可以达到亚微秒级以上)的目标供成像系统拍摄。可以直接将时间与成像系统拍摄输出的图像建立联系。在产品无法引出特征信号的情况下也将有较高的测试精度。使用本发明的测试系统可以产生亚微秒级以上分辨率的测试目标，进一步提高了测试精度。直接使用北斗/gps卫星授时时间，无需外接待测成像系统9时间同步信号。
58.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。