Система синхронизации и оценки состояния контактной сети

Далее в подпрограмме реализован алгоритм медианной фильтрации. В алгоритме обрабатываются три сигнала от пикселов, разнесенных на величину шага SHAG, равного ожидаемой длительности сигнала от КП. Возможны шесть случаев для трех рассматриваемых алгоритмом медианной фильтрации пикселов.

Алгоритм выделяет из входного сигнала в отдельные массивы общий рельеф фона и импульсные сигналы. Одновременно ведется накопление среднего рельефа фона, который записывается в два машинных слова и используется для определения общего уровня фона. По окончанию работы алгоритма отсчеты обновляются путем сдвига «окна» работы на один шаг.

Результатом работы алгоритма по окончанию кадра является массив сигналов после медианной фильтрации, массив рельефа после медианной фильтрации, максимальный сигнал на кадре и величина среднего рельефа.

Для предотвращения перенасыщения и перетекания зарядов между элементами линейки ПЗС система содержит петлю регулирования электронного затвора ПЗС линейки. Алгоритм регулировки реализован в сигнальном процессоре ПЗС камеры и выполняется один раз за кадр. Петля регулировки содержит два компаратора с разнесенными порогами компарирования, включенные на выходе пиковых детекторов со сбросом. Сброс пиковых детекторов производится процессором один раз в начале кадра. Пиковые детекторы с компараторами установлены непосредственно на выходе ПЗС линейки. Время экспозиции (электронный затвор) изменяется сигнальным процессором так, чтобы максимальный уровень сигнала на кадре находился между уровнями компарирования.

Вся обработка принятых сигналов осуществляется в цифровом виде при помощи сигнального процессора. Для ее реализации система содержит быстродействующий АЦП с встроенной схемой УВХ. Для того, чтобы наилучшим образом вписать принимаемый с линейки ПЗС кадровый сигнал в разрядную сетку АЦП во всем диапазоне изменяющейся освещенности предусмотрены две петли автоматического регулирования. В первой из них применяется усилитель с переменным коэффициентом усиления. С помощью петли автоматической регулировки усиления процессор поддерживает максимальный уровень сигнала на входе АЦП в районе верхней границы разрядной сетки АЦП.

Вторая петля регулировки управляет положением уровня сигнала «черного» ПЗС линейки. Это необходимо для поддержания уровня сигнала «черного» в районе нижней границы разрядной сетки АЦП.

Рассмотрим алгоритм работы петель автоматического регулирования. Выходными параметрами алгоритма являются: ZAT - длительность сигнала блокировки электронного затвор ПЗС линейки (в мкс), AMPL - величина, управляющая усилением усилителя с переменным коэффициентом усиления (загружается в ЦАП для выработки управляющего коэффициентом усиления напряжения), BLACK - величина для регулировки уровня «черного» (также подается на ЦАП).

После приема информации от ПЗС линейки в режиме прерывания и отработки подпрограммы регулировок сигнальный процессор ПЗС камеры выполняет процедуру обнаружения полезного импульсного сигнала. В начале алгоритма производится начальное заполнение окна скользящего интегрирования. Далее по среднему рельефу SRR, вычисленному ранее определяется режим работы системы: дневной или ночной. Система может обнаруживать до 16 контактных проводов KOBN, если их больше производится выход по условию. Далее величина сигнала приведенная к шагу разрешения SIG/SHAG сравнивается с порогом обнаружения на фоне рельефа R[J₀]/POR, чем реализуется контрастный метод обнаружения. В дневном режиме сигнал может быть как в негативе так и позитиве, поэтому сравнение производится по двум ветвям алгоритма. В случае обнаружения сигнала определяется его длительность DLIT и записывается положение середины импульса в массив JOBN[KOBN], передаваемый на центральный сигнальный процессор системы. Выходной массив содержит положение центров обнаруженных импульсов от КП в координатах номеров считываемых с линейки ПЗС пикселов. Процедура циклически повторяется до окончания обработки всего кадра.

Список литературы

1. Касаткин А.И., Валывачев А.Н., Профессиональное программирование на языке Си. От TURBO C к BORLAND C++. Минск: «Вышэйшая школа», 1992.

2. Бруно Бабэ, Просто и ясно о BORLAND C++. Москва: «Бином», 1995.

3. Эллис М., Строуструп Б., Справочное руководство по языку программирования C++ с комментариями. Москва: «Мир», 1992.

4. Руководство пользователя по сигнальным микропроцессорам семейства ADSP-2100/ Пер. с англ. О.В. Луневой; Под ред. А.Д. Викторова; СПбГЭТУ. Санкт-Петербург, 1997.

5. Михайлов Б.В., Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук, «Разработка устройств определения гидростатического давления для глубоководных аппаратов на основе фазового метода регистрации сигнала в оптоэлектронных преобразователях», Государственное предприятие «Дальняя связь». Санкт-Петербург, 1997.

6. Корн Г., Корн Т., Справочник по математике для научных работников и инженеров. Издательство «Наука». Главная редакция физико-математической литературы, 1973.

7. Левин Б.Р., Теоретические основы статистической радиотехники. Москва: «Советское радио», 1975.

8. Левин Б.Р., Теоретические основы статистической радиотехники. Москва: «Радио и связь», 1989.

9. Прудников А.П., Брычков Ю.А., Маричев О.И., Интегралы и ряды. Москва: «Наука». Главная редакция физико-математической литературы, 1981.

10. Быстрые алгоритмы в цифровой обработке изображений. Т.С. Хуанг, Дэн.-О. Эклунд, Г.Дж. Нусембаумер и др.; Под ред. Т.С. Хуанга. Пер. с анг. - Москва: «Радио и связь», 1984.

11. G.Y. Liao, T.A. Nodes and N.G. Gallagher, Jr., «Output distribuition of two dimensional median filters», IEEE Trans. Acoust., Speech, Signal Processing, vol. ASSP-33, no. 4, pp 1280-1295, Oct. 1985.

12. L. Ho-Ming and W.N. Alan, Jr. «Median filters with adaptive lenght», IEEE Trans. Circuits and Syst. vol. 35, no. 6, pp 675-690, June 1988.

13. Бондарев Н.А. Правила устройства и технической эксплуатации контактной сети электрифицированных железных дорог. Москва: «Транспорт», 1994.

Размещено на Allbest.ru