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1、(10)申请公布号 CN 103997626 A (43)申请公布日 2014.08.20 CN 103997626 A (21)申请号 201410251081.2 (22)申请日 2014.06.06 H04N 7/18(2006.01) H04N 5/232(2006.01) (71)申请人 上海航天电子通讯设备研究所 地址 200082 上海市杨浦区齐齐哈尔路 76 号 (72)发明人 董丽丽 徐起 黎泽清 (74)专利代理机构 上海汉声知识产权代理有限 公司 31236 代理人 胡晶 (54) 发明名称 一种适用探月工程图像设备的地面测控系统 和方法 (57) 摘要 本发明公开了一种。
2、对图像设备的测控方法， 其特征在于， 包括 ： 步骤 S1， 将用户指令名转换为 注数指令并发送给图像设备 ； 步骤 S2， 将所述图 像设备下传的图像数据同时显示和比对。以及一 种对图像设备的测控系统， 其特征在于， 包括数据 与指令收发模块、 图像数据自适应解码显示模块、 图像数据比对模块、 用户指令处理模块。 该发明通 过建立可视化的人机操作界面将多种图像设备的 控制和图像数据的解码显示集成于一体， 简化了 现有的图像设备的控制显示相分离的所带来的繁 锁测试操作， 提高了测试效率。 支持多通道不同图 像设备的自适应实时解码显示， 解决了现有测试 设备只能解码单一通道单一编码格式的缺陷。 。
3、(51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 7 页 附图 6 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书7页 附图6页 (10)申请公布号 CN 103997626 A CN 103997626 A 1/1 页 2 1. 一种对图像设备的测控方法， 其特征在于， 包括 ： 步骤 S1， 将用户指令名转换为注数指令并发送给图像设备 ； 步骤 S2， 将所述图像设备下传的图像数据同时显示和比对 ； 其中， 所述步骤 S1 具体为 ： 获取输入的用户指令名 ； 在预设的指令列表中搜索与所述用户指令名匹配的注数指 令 ； 将搜索到的所述注数指令发送给。
4、所述图像设备 ； 所述步骤 S2 具体包括如下步骤 ： 步骤 S201， 图像设备根据预设参数或注数指令响应操作， 并下传图像数据 ； 获取所述 图像数据中标识其来源的设备类名， 根据所述设备类名将所述图像数据存储在不同中队列 中 ； 步骤 S202， 在每个存储有同样设备类名的队列中顺序提取一帧所述图像数据单元， 对 所述图像数据单元同时做显示和比对处理 ： 显示处理具体为 ： 检测所述图像数据单元的编码方式， 根据所述编码方式选择对应的 解码算法进行解码显示 ； 比对处理具体为 ： 将实际获取的图像数据单元序号与预计获得的标准序号做对比， 在 出现比对不匹配时， 生成相应错误文本 ； 步骤。
5、 S203， 重复步骤 S202 直至接收到的所述图像数据完全解码显示和比对。 2. 如权利要求 1 所述的一种对图像设备的测控方法， 其特征在于， 所述在预设的指令 列表中搜索与所述用户指令匹配的注数指令的方法步骤为 ： 步骤 S101 ： 根据用户输入的指令名， 获取所述指令名对应控制的设备类名 ； 步骤 S102 ： 在所述预设指令列表中寻找所述设备类名对应的指令集合， 找到后获得所 述指令集合对应的第一索引号 ； 步骤 S103 ： 在所述指令集合中寻找第一步中用户输入的指令名， 找到后获得所述指令 名对应的第二索引号 ； 步骤 S104 ： 获取所述第二索引号下对应的指令内容， 将所。
6、述指令内容转换为字节数组 作为所述注数指令。 3. 如权利要求 1 所述的一种对图像设备的测控方法， 其特征在于， 一个所述设备类名 对应至少一个相机设备 ； 一个所述图像数据中包含至少一帧所述图像数据单元。 4. 一种对图像设备的测控系统， 其特征在于， 包括数据与指令收发模块、 图像数据自适 应解码显示模块、 图像数据比对模块、 用户指令处理模块， 其中 ： 数据与指令收发模块 ： 用于接收图像设备下传的图像数据， 并将所述图像数据同时传 输给所述图像数据自适应解码显示模块和图像数据比对模块 ； 和用于接收所述用户指令处 理模块发送过来的注数指令， 并将所述注数指令上传给所述图像设备 ； 。
7、图像数据自适应解码显示模块 ： 与所述数据与指令收发模块相连， 用于对所述图像数 据进行显示处理 ； 图像数据比对模块 ： 与所述数据与指令收发模块相连， 用于对所述图像数据进行比对 处理， 并生成错误文本 ； 用户指令处理模块 ： 用来获取用户输入的用户指令名， 并将其转换为对应的所述注数 指令发送给所述数据与指令收发模块。 权 利 要 求 书 CN 103997626 A 2 1/7 页 3 一种适用探月工程图像设备的地面测控系统和方法 技术领域 0001 本发明属于航天信息技术领域， 具体涉及一种可用于探月工程图像设备的地面测 控系统和方法。 背景技术 0002 目前， 探月工程图像设备。
8、的地面测试环境中， 每种类型相机由不同的任务方承制 并单独完成测试工作， 缺乏一种通用的测试平台对所有相机进行统一测试。 同时， 在本发明 之前相机的图像解码显示由图像解码卡进行硬件解码显示， 而发送注数指令到相机设备的 操作由应用层软件完成， 两者在物理层没有联系， 因此当注数指令为 “照相 摄像” 模式切 换时， 图像解码卡无法自适应调整解码算法， 测试中间环节需要人为干预， 严重影响了测试 效率和测试可靠性。当图像数据帧不连续或是帧内数据不完整时， 图像画面的显示中会存 在画面不连续、 马赛克、 画面失真时等现象， 在传统测试方法中是停止当前测试工作， 将保 存的图像数据进行帧计数的比对。
9、判读， 严重影响了测试进度。 除此之外， 当存在一两帧丢失 时， 画面无明显变化， 测试人员无法察觉到数据存在问题， 如果没有进行事后的数据比对则 会忽略掉图像设备实际存在的问题。 发明内容 0003 为了克服现有技术中存在的缺陷， 本发明提供一种可用于探月工程图像设备的地 面测控系统和方法， 具体的技术方案如下 ： 0004 一种对图像设备的测控方法， 其特征在于， 包括 ： 0005 步骤 S1， 将用户指令名转换为注数指令并发送给图像设备 ； 0006 步骤 S2， 将所述图像设备下传的图像数据同时显示和比对 ； 0007 其中， 所述步骤 S1 具体为 ： 0008 获取输入的用户指令。
10、名 ； 在预设的指令列表中搜索与所述用户指令名匹配的注数 指令 ； 将搜索到的所述注数指令发送给所述图像设备 ； 0009 所述步骤 S2 具体包括如下步骤 ： 0010 步骤 S201， 图像设备根据预设参数或注数指令响应操作， 并下传图像数据 ； 获取 所述图像数据中标识其来源的设备类名， 根据所述设备类名将所述图像数据存储在不同队 列中 ； 0011 步骤 S202， 在每个存储有同样设备类名的队列中顺序提取一帧所述图像数据单 元， 对所述图像数据单元同时做显示和比对处理 ： 0012 显示处理具体为 ： 检测所述图像数据单元的编码方式， 根据所述编码方式选择对 应的解码算法进行解码显示。
11、 ； 0013 比对处理具体为 ： 将实际获取的图像数据单元序号与预计获得的标准序号做对 比， 在出现比对不匹配时， 生成相应错误文本 ； 0014 步骤 S203， 重复步骤 S202 直至接收到的所述图像数据完全解码显示和比对。 说 明 书 CN 103997626 A 3 2/7 页 4 0015 作为优化方案， 所述在预设的指令列表中搜索与所述用户指令匹配的注数指令的 方法步骤为 ： 0016 步骤 S101 ： 根据用户输入的指令名， 获取所述指令名对应控制的设备类名 ； 0017 步骤 S102 ： 在所述预设指令列表中寻找所述设备类名对应的指令集合， 找到后获 得所述指令集合对应。
12、的第一索引号 ； 0018 步骤 S103 ： 在所述指令集合中寻找第一步中用户输入的指令名， 找到后获得所述 指令名对应的第二索引号 ； 0019 步骤 S104 ： 获取所述第二索引号下对应的指令内容， 将所述指令内容转换为字节 数组作为所述注数指令。 0020 作为优化方案， 一个所述设备类名对应至少一个相机设备 ； 一个所述图像数据中 包含至少一帧所述图像数据单元。 0021 一种对图像设备的测控系统， 其特征在于， 包括数据与指令收发模块、 图像数据自 适应解码显示模块、 图像数据比对模块、 用户指令处理模块， 其中 ： 0022 数据与指令收发模块 ： 用于接收图像设备下传的图像数。
13、据， 并将所述图像数据同 时传输给所述图像数据自适应解码显示模块和图像数据比对模块 ； 和用于接收所述用户指 令处理模块发送过来的注数指令， 并将所述注数指令上传给所述图像设备 ； 0023 图像数据自适应解码显示模块 ： 与所述数据与指令收发模块相连， 用于对所述图 像数据进行显示处理 ； 0024 图像数据比对模块 ： 与所述数据与指令收发模块相连， 用于对所述图像数据进行 比对处理， 并生成错误文本 ； 0025 用户指令处理模块 ： 用来获取用户输入的用户指令名， 并将其转换为对应的所述 注数指令发送给所述数据与指令收发模块。 0026 与现有技术相比， 本发明具有以下有益效果 ： 0。
14、027 本发明针对传统的图像设备的测试手段不足， 提出了一种可用于探月工程图像设 备的地面测控系统和方法。 通过该系统和方法， 不同编码格式的图像数据(如H.264、 JPEG、 JPEG2000) 可以实现在同一显示器中自由切换地进行实时解码显示 ； 图像数据的实时比对 判读与解码显示相兼容， 由错误数据帧和帧不连续所造成的画面不连续和马赛克等问题可 以从比对报告中获知 ； 图像设备的注数指令信息可以简单快捷地发送到硬件设备中， 操控 图像设备的数传速率、 模式切换、 通道切换等， 同时在系统显示模块中可以及时获得指令执 行后的图像画面变化。 因此， 该系统和方法进一步提高了测试效率和可操作。
15、性， 大大降低了 人力成本和人为误差。 附图说明 0028 图 1 为本发明的系统结构示意图 ； 0029 图 2 为用户指令处理流程图 ； 0030 图 3 为图像数据自适应解码显示处理流程图 ； 0031 图 4 为图像数据比对处理流程图 ； 0032 图 5 为一种本发明的显示界面 ； 0033 图 6 为一类图像设备的信息显示界面。 说 明 书 CN 103997626 A 4 3/7 页 5 具体实施方式 0034 下面结合附图以实施例的方式详细描述本发明。 0035 本发明为一种可用于探月工程图像设备的地面测控系统和方法， 为适应探月工程 设备， 本实施例中各模块采用与探月工程设备。
16、兼容的方式设定。 0036 实施例是嫦娥五号轨道器图像设备的地面测控系统。表 1 为嫦娥五号轨道器图像 设备的信息汇总， 该测控系统支持如表 1 所示的相机设备的解码、 显示以及控制操作。地面 测控系统根据嫦娥五号轨道器图像设备下传数据的设备类名对数据进行分 4 个队列存储， 每个队列存储同一个通道下即同一个设备类名的数据。 0037 表 1 图像设备信息汇总 0038 设备类名同类设备个数编码格式 双谱段监视相机3H.264、 JPEG2000 宽视场监视相机1H.264 监视传感器 A3H.264、 JPEG 监视传感器 B3H.264、 JPEG 0039 如图 1 所示为本发明的系统结。
17、构框图， 根据图 1 可以看出本实施例的系统主要分 为太空设备至地面控制系统的数据下传与地面控制系统至太空设备的指令上传， 即主要 是 ： 0040 步骤 S1， 将用户指令名转换为注数指令并发送给嫦娥五号轨道器图像设备 ； 0041 步骤 S2， 将所述嫦娥五号轨道器图像设备下传的图像数据同时显示和比对。 0042 其中， 所述步骤 S1 结合图 2 所示的流程具体为 ： 0043 第一步 ： 根据用户输入的指令名 OrderStr， 获取所述指令名 OrderStr 的父节点名 称 ParStr， 也就是所述指令名 OrderStr 对应控制的设备类名 ； 0044 第二步 ： 在所述预设。
18、指令列表 List_Orders 中寻找与所述 ParStr 匹配的 CameraName 对应的指令集合 Parameter_KZ， 得到指令名在 List_Orders 中的索引号 Index ； 0045 第三步 ： 在所述指令集合 Parameter_KZ 的所有 Order 中寻找能与指令名 OrderStr 匹配的 OrderName， 获得所述指令名对应的第二索引号 List_OrdeIndex. OrderOrderIndex ； 0046 第四步 ： 获取所述第二索引号下对应的指令内容， 将所述指令内容转换为字节数 组 DataBytes 作为所述注数指令， 通过指令发送卡发。
19、送给嫦娥五号轨道器图像设备。 0047 本实施例中所述预设指令列表List_Orders包含4个与设备类一一对应的指令集 合Parameter_KZ。 一个指令集合Parameter_KZ包含一个对应的设备类名CameraName和多 条注数指令 Order。一个注数指令 Order 同样包含一个对应的指令名和对应的指令内容。 注数指令按照表 2 所示的 XML 格式编写成配置文件， 通过序列技术将 XML 文本解析成每个 说 明 书 CN 103997626 A 5 4/7 页 6 图像设备的注数指令以实体Parameter_KZ存储在控制系统内的指令列表List_Orders中。 0048。
20、 表 2 注数指令 XML 文本格式 0049 0050 0051 如图 1 所示， 轨道器的图像设备采集的数据在固存模块中将 4 个设备类名的图像 数据分 4 个通道存储， 然后按照表 3、 表 4 所示的协议格式下传到地面， 地面测控系统的接 收卡将下传图像数据存于 4 个对应的队列中。在数据接收处理的操作中采用多线程多数据 缓存方法实现不同通道图像的并行独立解码显示处理， 如图 3 所示， 通过一个实时运行的 独立线程接收和处理数据接收卡的数据， 接收的图像数据通过相互独立运行的 4 个线程进 行数据的解析， 采用 12 个定时精度到达毫秒级的多媒体定时器定时读取不同队列不同编 码格式的。
21、图像数据， 经过相应的解压缩算法进行图像数据的解码显示， 具体操作流程如图 3 所示。 0052 结合图 3 所示的流程， 所述步骤 S2 具体包括如下步骤 ： 0053 步骤 S201， 嫦娥五号轨道器图像设备根据预设参数或注数指令响应操作， 并下传 图像数据 ； 地面控制系统根据所述图像数据的设备类名将其存入对应的缓存队列 ListGc_ n(n 1,2,3,4)。 0054 步骤 S202， 在每个存储有同样设备类名的队列中顺序提取一帧所述图像数据单 元， 对所述图像数据单元同时做显示和比对处理 ： 0055 显示处理如图 3 中每路通道数据实时处理线程的流程图所示， 具体为 ： 005。
22、6 第一步 ： 根据如表 4 所示的嫦娥轨道器工程图像通信协议， 寻找 ListGc_n 中的帧 头， 若找到帧头， 则再根据压缩数据长度找到一帧完整的图像数据， 并将当前一帧完整数据 Data 从队列中取出， 若数据不完整则等待新的数据， 直到获取一帧完整的数据。 0057 第二步 ： 在Data中根据标志字获取当前数据的编码格式以及设备ID号， 将压缩数 说 明 书 CN 103997626 A 6 5/7 页 7 据以及设备 ID 号以结构体 DatatStr( 表 5 所示 ) 的形式存储。 0058 第三步 ： 根据编码格式将基于 H.264 编码格式的结构体数据存储在 List_H。
23、264 队 列中， 并打开播放该通道此编码格式的多媒体定时器 Timer_H264 ； 将基于 JPEG 编码格式 的结构体数据存储在 List_Jpeg 队列中， 并打开播放该通道此编码格式的多媒体定时器 Timer_Jpeg ； 将基于 JPEG2000 编码格式的结构体数据存储在存储在 List_Jpeg2000 列表 中， 并打开播放该通道此编码格式的多媒体定时器 Timer_Jpeg2000。 0059 图像数据自适应解码显示模块采用多个定时精度可以到达毫秒级的多媒体定时 器定时读取存储 DataStr 的缓存队列中， 每个定时器定时工作流程与图 3 中所示的 Timer_ H264。
24、 定时工作流程一样。在每个多媒体定时器定时到达时， 首先遍历列表当前缓存队列， 若有数， 则取出第一个结构体 datastr， 根据当前数据编码格式采用相应的解码算法对 datastr 中的 Data 进行解码显示， 并从 datastr 获取当前图像的设备 ID 号 DeviceId。 0060 比对处理见图 4 中的流程， 具体为 ： 0061 第一步， 将按通道存储的ListGc_n图像数据按照表4协议格式获取到第一帧的帧 计数， 并作为初次帧计数 Count0， 当前实际帧计数 CountR Count0， 标准帧计数 CountB Count0， 实际帧计数与标准帧计数的差值 Cou。
25、ntGap 0。 0062 第二步， 找到下一帧完整帧得到当前帧计数 Count， CountR Count， CountB CountB+1。 0063 第三步， 判断 CountR 是否等于 CountB， 不等于则转入第四步 ； 若等于则重复第二 步。 0064 第四步， 判断 CountGap 是否等于 (CountR-CountB)， 若相等则转入第二步， 不等于 则令 CountGap CountR-CountB， 进入第五步。 0065 第五步， 按表 6 的错误信息记录格式记录错误信息 ErrorStr， 并将 ErrorStr 写入 到判读报告中， 重复第二步。 0066 表。
26、 3 固存数据下传格式 0067 0068 表 4 图像数据格式 0069 说 明 书 CN 103997626 A 7 6/7 页 8 0070 表 5 DataStr 结构体格式 0071 0072 说 明 书 CN 103997626 A 8 7/7 页 9 0073 表 5 判读报告格式 0074 0075 本实施例中的地面测控系统建立了一个如图 5 所示的可视化控制界面， 在可视化 控制界面的菜单栏中图像显示下拉列表中提供表 1 中的四种类型相机选项， 用户点击列表 中任一项可以弹出如图 6 所示的对应类别设备的信息显示界面。在控制界面中还提供了用 户指令处理模块对应的操作位置， 以。
27、树形列表形式显示指令名， 用户可点击选则要发送的 指令。在指令操作流程信息框中显示发送指令的内容、 指令发送成功或失败的结果。在可 视化控制界面中还提供了数据比对模块， 测试人员可以清楚看到帧计数情况， 点击菜单栏 判读报告按钮， 可以将当前数据比对出错重要信息写入判读报告中， 包括出错的图像数据 保存文件名、 错误帧计数以及正确帧计数等信息。 0076 本发明提供了一种可用于探月工程图像设备的地面测控系统和方法， 将图像设备 的控制、 显示、 判读集成于一体， 可以为相关工作人员极大的便利。 0077 以上公开的仅为本申请的一个具体实施例， 但本申请并非局限于此任何本领域的 技术人员能思之的变化， 都应落在本申请的保护范围内。 说 明 书 CN 103997626 A 9 1/6 页 10 图 1 说 明 书 附 图 CN 103997626 A 10 2/6 页 11 图 2 说 明 书 附 图 CN 103997626 A 11 3/6 页 12 图 3 说 明 书 附 图 CN 103997626 A 12 4/6 页 13 图 4 说 明 书 附 图 CN 103997626 A 13 5/6 页 14 图 5 说 明 书 附 图 CN 103997626 A 14 6/6 页 15 图 6 说 明 书 附 图 CN 103997626 A 15 。