GPSBOX

جهاز QHY-GPSBOX هو ملحق كاميرا مدمج يوفر مقاييس زمنية عالية الدقة عبر GPS، مما يسمح لبعض كاميرات QHYCCD بالحصول على معلومات زمنية دقيقة لوقت تعريض الكاميرا. بالإضافة إلى ذلك، يتم إرجاع هذه المعلومات إلى الكاميرا داخليًا وإضافتها إلى بيانات الصورة بعد بدء إطار واحد من الصورة. وبالتالي، تكون معلومات توقيت GPS ومعلومات الصورة متطابقة تمامًا. لا يحدث أي التباس بسبب النقل أو التخزين المؤقت أو أي أسباب أخرى. إنه سهل الاستخدام والقراءة للغاية.

يحتوي جهاز QHY-GPSBOX على وحدة GNSS مدمجة ويمكنه حاليًا توفير تشغيل GPS نقي وتشغيل ثنائي الوضع GPS/BeiDou. يمكن ضبط الوضع الأخير للعمل في وضع GPS أو وضع BeiDou عبر البرنامج. كما يحتوي GPSBOX على مذبذب بلوري محلي مضبوط بالجهد (VCXO) بتردد 10 ميجاهرتز يوفر ساعة توقيت داخلية بدقة 0.1 ميكروثانية. وفي الوقت نفسه، يتم إعادة ضبط ساعة التوقيت بواسطة نموذج PPS لوحدة GNSS. لذلك، تكون الساعة ووقت بدء الثانية لنظام GNSS متوافقين تمامًا، ويكون الخطأ ضمن نطاق 20 نانوثانية إلى 100 نانوثانية.

يتم توصيل QHY-GPSBOX والكاميرا عبر قابس طيران 6-دبوس. يحتوي على الإشارات التالية:

لاحظ أنه عند اختيار كاميرا، يجب عليك تحديد الإصدار الخاص المزود بمقبس GPS. المقبس المستخدم في الإصدار القياسي هو مقبس طيران 5-نواة. أثناء عمل الكاميرا، يتم توليد موجة قياس مصراع إلكتروني كل إطار. يتم إخراج الموجة إلى GPSBOX. بعد أن يقوم GPSBOX بإجراء قياس عالي الدقة للوقت، يقوم بإخراج بيانات رأس تسلسلي وإرسالها مرة أخرى إلى الكاميرا. تسجل الكاميرا هذه البيانات بعد رأس الإطار لكل إطار (مع استبدال بعض قيم البكسل في الأسطر القليلة الأولى)

يتمتع QHYGPS بآلية تحمل أخطاء مثالية. يمكنه التعامل مع حالة فقدان إشارة PPS. إذا فقدت إشارة PPS، بعد 50.0us، سيتم استخدام خطوة ثانية داخلية. وسيتم تسجيل هذه المعلومات. بالنسبة لمعلومات التوقيت بدون إشارة PPS، سيتم توليد خطأ توقيت تراكمي قدره 50us في الثانية. عند استعادة إشارة PPS، سيتم استخدام إشارة PPS مرة أخرى لإعادة ضبط المؤقت الداخلي. لذلك، يتمتع بدقة توقيت GPS بعد الاستعادة ولن يتراكم الأخطاء السابقة.

ستقوم QHYGPS أيضًا بإخراج قيمة قياس GPS لساعة داخلية بتردد 10MHz كل ثانية. ويمكن استخدام قيمة القياس هذه لمعايرة تردد المذبذب البلوري الداخلي بتردد 10MHz بدقة في البرامج لاحقًا لتجنب خطأ المذبذب البلوري الداخلي بتردد 10MHz وانجراف درجة الحرارة.

حاليًا، الطرازات التالية فقط تحتوي على قابس طيران بـ 6 سنًا يدعم GPSBOX (بدون تعديل إضافي).

QHY600 Pro

QHY268Pro

QHY4040

QHY4040Pro

QHY6060

QHY42Pro

QHY411

QHY461

الموديلات الأخرى لا تحتوي على قابس 6 ولكن يمكن تعديلها لتكون متوافقة مع QHY-GPSBOX. يرجى الاتصال بـ QHYCCD لمثل هذه المتطلبات.

GPXBOX-QHY600Pro قياس زمني عالي الدقة

الإصدار الاحترافي QHY600 مزود بمقبس GPIO ذو 5 دبوس/6 دبوس. يمكنه إخراج إشارات Vsync و Hsync للقياس. يمكنه الاتصال بـ QHY-GPSBOX لإجراء اختبار زمني مباشر وتشفير المعلومات المقاسة في الصورة.

ستشرح هذه الوثيقة كيفية الحصول على قياس الوقت الدقيق له.

بسبب الغالق الدوار لمستشعر CMOS من QHY600، لا يمكن للكاميرا إخراج إشارة تشير إلى بداية التعرض العالمي ونهايته. الإشارة المستخدمة للقياس هي Vsync. Vsync هو تقريبًا الوقت الذي يبدأ فيه إطار واحد في القراءة. لذا فهو قريب جدًا من وقت انتهاء التعرض للصف 0. يبلغ عرض نبضة Vsync حوالي 0.4 ميكروثانية.

توقيت الغالق الدوار

بالنسبة للغالق الدوار، يعتمد التعرض على الصفوف. بشكل عام، تحدث نهاية التعرض في الوقت الذي يبدأ فيه صف واحد في القراءة. ويتم التحكم في بداية التعرض بواسطة سجل، وتكون الوحدة هي فترة الصف.

زمن التعرض = n * فترة الصف

إذا عرفنا نهاية زمن التعرض للصف 0، فإننا نعرف أن زمن بداية التعرض هو

زمن بداية التعرض للصف 0 = زمن نهاية التعرض للصف 0 – زمن التعرض 0

وبذلك يمكننا معرفة زمن بداية ونهاية التعرض للصفوف الأخرى:

زمن بداية التعرض للصف 1 = زمن بداية التعرض للصف 0 + فترة الصف

وقت بدء التعرض الصف 2 = وقت بدء التعرض الصف 0 + 2 * فترة الصف

……

وقت انتهاء التعرض الصف 1 = وقت انتهاء التعرض الصف 0 + فترة الصف

وقت انتهاء التعرض الصف 2 = وقت انتهاء التعرض الصف 0 + 2 * فترة الصف

……

الشكل 1 مخطط التوقيت عندما يكون وقت التعرض فترة صف واحدة (وضع التعرض القصير)

الشكل 2 مخطط التوقيت عندما يكون وقت التعرض فترتي صف (وضع التعرض القصير)

fig.3 الرسم البياني للتوقيت في وضع التعريض الطويل. يتم التعريض الطويل عن طريق زيادة رقم hsync بين إشارتي vsync. لذا فإن زمن التعريض = فترة الإطار.

لقياس الوقت بدقة. بمجرد الحصول على وقت نهاية التعريض لصف 0، يمكننا الحصول على وقت نهاية التعريض وبدايته لجميع الصفوف الأخرى.

إذا كان الجسم مصدرًا نقطيًا، يمكننا معرفة موضعه (X,Y) في الصورة. ثم يمكننا استخدام وقت بداية ونهاية التعريض لهذا الصف لتحديد وقت بداية/نهاية تعريض الجسم.

معرفة وقت إشارة Vsync حتى وقت نهاية الصف الأول

نظرًا لأن مستشعر CMOS لا يُخرج وقت نهاية التعرض لبعض الصفوف، مثل وقت نهاية التعرض للصف 0. وأيضًا، نظرًا لأننا نحتاج إلى استخدام الموضع (X،Y) لحساب الكائن. نحتاج إلى معرفة العلاقة بين الصف في الصورة ووقت التعرض. على سبيل المثال، قد لا يكون الصف 0 في الصورة هو الصف 0 في الشكل 1,2,3. لأن المستشعر يحتوي على صفوف سوداء بصرية.

من أجل قياس إشارة المزامنة الرأسية حتى نهاية وقت التعرض للصف 0 في الصورة، نحتاج إلى استخدام طريقة معايرة LED للقيام بذلك.

نستخدم طريقة LED لاختبار التوقيت ووجدنا أن الكاميرا تتعرض مع صفين معًا. وبالنسبة للدقة الافتراضية عند الالتقاط باستخدام SharpCAP، USB_TRAFFIC=0. ينتهي تعرض الخط 1 والخط 2 في HSYNC=46. والموضع بالنسبة للحافة الهابطة لـ hync هو 21.52 ميكروثانية. لذا يمكننا معرفة:

T (وقت التعرض النهائي، السطر1&2) = موقع GPS + 46 * فترة السطر + 21.52 ميكروثانية.

عند استخدام وضع ROI، من الأفضل إعادة معايرة LED للحصول على قيمة دقيقة. يمكن لـ QHYCCD توفير أدوات معايرة LED للمعايرة.

هام: بالنسبة لوضع 2CMS، يكون التعرض لصف واحد، وليس صفين معًا. ولن تكون "46" و"21.52 ميكروثانية" متطابقتين.

الأسئلة الشائعة

(1) ما المعلمة التي ستؤثر على فترة السطر وكيفية معرفة فترة السطر.

USB_TRAFFIC، 8bit/16bit سيغير هذا الإعداد. يمكنك استخدام راسم الذبذبات لقياس إشارة HSYNC لمعرفة فترة الخط. في SDK QHYCCD هناك واجهة برمجة تطبيقات يمكنها إرجاعها أيضًا. لكن من الأفضل استخدام راسم الذبذبات للتحقق المزدوج.

uint32_t STDCALL GetQHYCCDPreciseExposureInfo(qhyccd_handle *h,uint32_t *PixelPeriod_ps,uint32_t *LinePeriod_ns,uint32_t *FramePeriod_us,uint32_t *ClocksPerLine, uint32_t *LinesPerFrame,uint32_t *ActualExposureTime,uint8_t *isLongExposureMode

(2)ما المعلمة التي ستؤثر على “46” في النص أعلاه؟

سيؤثر عليها ROI، LiveFrame/SingleFrame، 2CMS/non 2CMS. من الأفضل استخدام طريقة معايرة LED لاختبارها لتأكيد التوقيت التفصيلي.