(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210701058.3 (22)申请日 2022.06.20 (71)申请人 北京航天控制仪 器研究所 地址 100854 北京市海淀区北京 142信箱 403分箱 (72)发明人 景彦哲　贺若飞　刘少鹏　丁伟　 (74)专利代理 机构 中国航天科技专利中心 11009 专利代理师 刘秀祥 (51)Int.Cl. G06F 16/27(2019.01) G06T 7/80(2017.01) G06T 9/00(2006.01) G06V 10/147(2022.01) G06V 10/10(2022.01)G06V 10/22(2022.01) G06V 10/80(2022.01) (54)发明名称 一种用于光电吊舱的毫秒级数据 同步装置 及方法 (57)摘要 一种用于光电吊舱的毫秒级数据同步装置， 包括时钟同步模块、 传感器模块、 信息处理模块； 传感器模块包括外同步触发成像传感器、 非成像 传感器； 时钟同步模块利用卫星导航系统授时秒 脉冲修正内建时钟， 还用于触发外同步触发成像 传感器， 并向外同步触发成像传感器发送同步信 息； 还用于触发非成像传感器， 并向非成像传感 器发送时间信息， 采集非成像传感器的数据并记 录采集时间， 并将采集的数据和时间发送给信息 处理模块； 外同步触发成像传感器将采集的数据 和同步信息发送给信息处理模块； 信息处理模块 利用非成像传感器的采集时间和外同步触发成 像传感器的同步信息， 对外同步触发成像传感器 和非成像传感器的数据进行同步。 权利要求书1页 说明书6页 附图2页 CN 115269718 A 2022.11.01 CN 115269718 A 1.一种用于光电吊舱的毫秒级数据同步装置， 其特征在于， 包括 时钟同步模块、 传感器 模块、 信息处 理模块； 传感器模块包括外同步触发成像传感器、 非成像传感器； 时钟同步模块利用卫星导航系统授时秒脉冲修正内建时钟， 还用于触发外同步触发成 像传感器， 并向外同步触发成像传感器发送同步信息； 还用于触发非成像传感器， 并向非成 像传感器发送 时间信息， 采集非成像传感器的数据并记录采集时间， 并将采集的数据和时 间发送给信息处 理模块； 外同步触发成像传感器将采集的数据和同步信息发送给信息处 理模块； 信息处理模块利用非成像传感器的采集 时间和外同步触发成像传感器的同步信 息， 对 外同步触发成像传感器和非成像传感器的采集数据进行同步。 2.根据权利要求1所述毫秒级数据同步装置， 其特征在于， 所述非成像传感器的数据采 集频率远高于 外同步触发成像传感器的数据采集频率。 3.根据权利要求1所述毫秒级数据同步装置， 其特征在于， 所述非成像传感器为运动传 感器。 4.根据权利要求1所述毫秒级数据同步装置， 其特征在于， 所述外同步触发成像传感器 包括可见光摄像机和或红外热成像仪 。 5.根据权利要求1至4中任一项所述毫秒级数据同步装置， 其特征在于， 所述时钟同步 模块， 根据外同步触发成像传感器的成像频率定时将天毫秒数据、 曝光触发脉冲信号发送 至外同步触发成像传感器。 6.根据权利要求1所述毫秒级数据同步装置， 其特征在于， 所述时钟同步模块， 根据非 成像传感器预设的数据采集频率定时将天毫秒数据、 数据采集触发脉冲信号 发送至非成像 传感器。 7.根据权利要求5所述毫秒级数据同步装置， 其特征在于， 所述外同步触发成像传感器 采用天毫秒数据为同步码。 8.根据权利要求7所述毫秒级数据同步装置， 其特征在于， 所述同步码中， 还设有校验 位， 且同步码位于 外同步触发成像传感器采集数据结果的固定位置 。 9.一种用于光电吊舱的毫秒级数据同步方法， 其特 征在于， 包括： 时钟同步模块利用卫星导 航系统授时秒脉冲修 正内建时钟； 时钟同步模块触发外同步触发成像传感器， 并向外同步触发成像传感器发送同步信 息； 时钟同步模块触发非成像传感器， 并向非成像传感器发送同步信息； 采集非成像传感 器的数据并记录采集时间， 发送给信息处 理模块； 外同步触发成像传感器根据触发信号将采集的数据和同步信息发送给信息处 理模块； 信息处理模块利用非成像传感器的采集 时间和外同步触发成像传感器的同步信 息， 对 外同步触发成像传感器和非成像传感器的数据进行同步。 10.根据权利要求9所述的毫秒级数据同步方法， 其特征在于， 所述 时钟同步模块， 根据 外同步触发成像传感器的成像频率定时将曝光触发脉冲信号， 以及该脉冲信号对应的时间 同步码发送给外同步触发成像传感器。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115269718 A 2一种用于光电吊舱的毫 秒级数据同步装 置及方法 技术领域 [0001]本发明涉及 一种用于光电吊舱的毫秒级数据同步装置及方法， 适用于光电吊舱内 的设备时间同步。 背景技术 [0002]光电吊舱也称为光电转塔， 是一种 在有人、 无人飞行器、 车辆或舰艇等多种载体上 的视觉稳定硬件系统， 通常通过陀螺仪、 惯性导航器件等传感器感知视轴位姿变化， 并通过 伺服电机、 音圈快反镜等控制器实现视轴稳定与 精确指向， 可搭载可见光摄像机、 红外热成 像仪、 激光测距仪、 激光雷达、 合成孔径雷达等多种光电载荷， 实现目标跟踪/识别、 拍照取 证、 精确定位、 测速测向、 广域搜索、 态势感知等多种高精度、 智能化功能， 在 军事侦察、 安防 巡检、 资源勘探等方面具 备广泛应用。 [0003]光电吊舱中采用的传感器按照功能， 可分为成像载荷与运动传感器两类。 通常从 典型信号采集频率方面来看， 运动传感器在100Hz～1000Hz之间， 高于成像载荷的25Hz～ 60Hz； 而从单次采集的数据量来看， 运动传感器每周期数据量在几字节到几十字节之间， 远 低于成像载荷每周期数据量的几百万到几千万字节。 信号采集频率的差异造成采集到运动 传感器的位姿 数据与成像载荷的图像数据间无法严格匹配； 而数据量的差异给成像载荷的 图像数据采集带来远高于运动传感器的位姿 数据的延迟， 进而放大不同传感器间数据的时 间误差， 共同导致从数据中提取 的时间与空间测量信息与真实数值之间出现显著差异， 在 对精度具有较高要求的功能与场景 下无法满足使用需求。 发明内容 [0004]本发明要解决的技术问题是： 克服现有技术的不足， 解决了光电吊舱内不同设备 间的高精度时间同步问题。 [0005]本发明目的通过以下技 术方案予以实现： [0006]一种用于光电吊舱的毫秒级数据同步装置， 包括时钟同步模块、 传感器模块、 信息 处理模块； [0007]传感器模块包括外同步触发成像传感器、 非成像传感器； [0008]时钟同步模块利用卫星导航系统授时秒脉冲修正内建 时钟， 还用于触发外同步触 发成像传感器， 并向外同步触发成像传感器发送同步信息； 还用于触发非成像传感器， 并向 非成像传感器发送时间信息， 采集非成像传感器的数据并记录采集时间， 并将采集的数据 和时间发送给信息处 理模块； [0009]外同步触发成像传感器将采集的数据和同步信息发送给信息处 理模块； [0010]信息处理模块利用非成像传感器的采集时间和外同步触发成像传感器的同步信 息， 对外同步触发成像传感器和非成像传感器的数据进行同步。 [0011]优选的， 所述非成像传感器的数据采集频率远高于外同步触发成像传感器的数据 采集频率。说　明　书 1/6 页 3 CN 115269718 A 3