GPSBOX

Le QHY-GPSBOX est un accessoire compact pour appareil photo qui fournit des échelles de temps GPS de haute précision, permettant à certains appareils QHYCCD d'obtenir des informations temporelles précises sur le temps d'exposition de l'appareil. De plus, ces informations sont renvoyées en interne à l'appareil et ajoutées aux données d'image après le début d'une image. Les informations de synchronisation GPS et les informations d'image sont donc parfaitement cohérentes. Aucune confusion n'est créée par la transmission, la mise en mémoire tampon ou d'autres raisons. Il est très pratique à utiliser et à lire.

Le QHY-GPSBOX dispose d'un module GNSS intégré et peut actuellement fournir à la fois un fonctionnement GPS pur et un fonctionnement bimode GPS/BeiDou. Ce dernier peut être configuré par logiciel pour fonctionner en mode GPS ou en mode BeiDou. Le GPSBOX contient également un oscillateur à cristal contrôlé en tension (VCXO) local de 10 MHz qui fournit une horloge de synchronisation interne avec une résolution de 0.1 µs. Parallèlement, l'horloge de synchronisation est réinitialisée par le modèle PPS du module GNSS. Par conséquent, l'horloge et le temps de début de seconde du système GNSS sont strictement alignés, et l'erreur se situe dans une plage de 20 ns à 100 ns.

Le QHY-GPSBOX et la caméra sont connectés par une prise aviation à 6 broches. Contient les signaux suivants :

Notez que lors du choix d'une caméra, vous devez spécifier la version spéciale avec une prise GPS. La prise utilisée dans la version standard est une prise aviation à noyau 5. Lorsque la caméra fonctionne, une forme d'onde de mesure d'obturateur électronique est générée à chaque image. La forme d'onde est envoyée à la GPSBOX. Après que la GPSBOX effectue une mesure de temps de haute précision, elle émet des données d'en-tête série et les renvoie à la caméra. La caméra enregistre ces données après l'en-tête de chaque image (en remplaçant certaines valeurs de pixels dans les premières lignes)

QHYGPS dispose d'un mécanisme parfait de tolérance aux pannes. Il peut gérer la situation lorsque le signal PPS est perdu. Si le signal PPS est perdu, après 50.0us, un pas de seconde interne sera utilisé. Et cette information sera enregistrée. Pour les informations de synchronisation sans signal PPS, une erreur de synchronisation cumulative de 50us par seconde sera générée. Lorsque le signal PPS est rétabli, le signal PPS sera utilisé à nouveau pour réinitialiser la minuterie interne. Par conséquent, il a une précision de synchronisation GPS après la récupération et n'accumulera pas les erreurs précédentes.

La QHYGPS émettra également une valeur de mesure GPS d'une horloge interne de 10MHz chaque seconde. Cette valeur de mesure peut être utilisée pour calibrer avec précision la fréquence de l'oscillateur à cristal interne de 10MHz dans le logiciel ultérieurement, afin d'éviter une erreur de l'oscillateur à cristal interne de 10MHz et une dérive thermique.

Actuellement, seuls les modèles suivants disposent d'une prise aviation à 6 broches compatible GPSBOX (sans modification supplémentaire).

QHY600 Pro

QHY268Pro

QHY4040

QHY4040Pro

QHY6060

QHY42Pro

QHY411

QHY461

Les autres modèles ne disposent pas d'une fiche à 6 broches mais peuvent être modifiés pour être compatibles avec le QHY-GPSBOX. Veuillez contacter QHYCCD pour ces demandes.

GPXBOX-QHY600Pro Mesure de temps haute précision

La version professionnelle QHY600 dispose d'une prise GPIO à 5/6 broches. Elle peut sortir les signaux Vsync et Hsync pour la mesure. Elle peut se connecter directement au QHY-GPSBOX pour effectuer des tests de temps et encoder les informations mesurées dans l'image.

Ce document explique comment obtenir une mesure précise du temps de celui-ci.

En raison de l'obturateur déroulant du capteur CMOS QHY600, l'appareil photo ne peut pas émettre de signal indiquant le début et la fin de l'exposition globale. Le signal de mesure est Vsync. Vsync correspond approximativement au moment où une image commence à être lue. Il est donc très proche de la fin de l'exposition de la ligne 0. La largeur d'impulsion de Vsync est d'environ 0.4 µs.

Temporisation de l'obturateur déroulant

Pour l'obturateur déroulant, l'exposition est basée sur les lignes. Généralement, la fin de l'exposition a lieu lorsqu'une ligne commence à être lue. Le début de l'exposition est contrôlé par un registre et l'unité est la période de ligne.

temps d'exposition = n * période de ligne

Si nous connaissons la fin du temps d'exposition de la ligne 0, nous connaissons le début du temps d'exposition :

temps de début d'exposition de la ligne 0 = temps de fin d'exposition de la ligne 0 – temps d'exposition 0

Et nous pouvons connaître le début et la fin de l'exposition des autres lignes :

temps de début d'exposition de la ligne 1 = temps de début d'exposition de la ligne 0 + période de ligne

heure de début d'exposition ligne 2 = heure de début d'exposition ligne 0 + 2 * période de ligne

……

heure de fin d'exposition ligne 1 = heure de fin d'exposition ligne 0 + période de ligne

heure de fin d'exposition ligne 2 = heure de fin d'exposition ligne 0 + 2 * période de ligne

……

fig. 1 Le diagramme temporel lorsque le temps d'exposition est d'une période de ligne (mode d'exposition courte)

fig. 2 Le diagramme temporel lorsque le temps d'exposition est de deux périodes de ligne (mode d'exposition courte)

fig.3 Le graphique de synchronisation en mode longue exposition. La longue exposition est obtenue en augmentant le nombre de hsync entre deux vsync. Ainsi, le temps d'exposition = période de trame.

Pour une mesure précise du temps. Une fois que nous obtenons le temps de fin d'exposition de la ligne 0, nous pouvons obtenir les temps de fin et de début d'exposition de toutes les autres lignes.

Si l'objet est une source ponctuelle, nous pouvons connaître sa position (X,Y) dans l'image. Ensuite, nous pouvons utiliser les temps de début et de fin d'exposition de cette ligne pour les temps de début/fin d'exposition de l'objet.

Connaître le temps de Vsync jusqu'au temps de fin de la première ligne

Étant donné que le capteur CMOS ne génère pas le temps de fin d'exposition de certaines lignes, comme le temps de fin d'exposition de la ligne 0. De plus, comme nous devons utiliser la position (X,Y) pour calculer l'objet, nous devons connaître la relation entre la ligne sur l'image et le temps d'exposition. Par exemple, la ligne 0 sur l'image peut ne pas être la ligne 0 dans la fig. 1,2,3. Car le capteur comporte des lignes noires optiques.

Afin de mesurer le signal VSYNC jusqu'à la fin du temps d'exposition de la ligne 0 dans l'image, nous devons utiliser la méthode de calibration par LED.

Nous utilisons la méthode LED pour tester la synchronisation et avons constaté que la caméra expose deux lignes ensemble. Et pour la résolution par défaut lors de la capture avec SharpCAP, USB_TRAFFIC=0. La ligne 1 et la ligne 2 terminent l'exposition à HSYNC=46. Et la position par rapport au front descendant de hync est de 21.52 µs. Ainsi, nous pouvons savoir :

T (exposition finale, ligne1&2) = position GPS + 46 * Période de ligne + 21.52 µs.

En mode ROI, il est préférable de refaire l'étalonnage LED pour obtenir une valeur précise. QHYCCD peut fournir les outils d'étalonnage LED pour le calibrer.

Important : Pour le mode 2CMS, l'exposition se fait avec une seule ligne, pas avec deux lignes ensemble. Et le « 46 » et le « 21.52µs » ne seront pas identiques.

FAQ

(1) Quel paramètre affectera la Période de ligne et comment connaître la Période de ligne ?

USB_TRAFFIC, le réglage 8bit/16bit le modifiera. Vous pouvez utiliser un oscilloscope pour mesurer le signal HSYNC et connaître la période de ligne. Dans le SDK QHYCCD, une API peut également la retourner. Mais il est préférable d'utiliser l'oscilloscope pour une double vérification.

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)Quel paramètre affectera le « 46 » dans le texte ci-dessus ?

Le ROI, LiveFrame/SingleFrame, 2CMS/non 2CMS l'affecteront. Il est préférable d'utiliser la méthode d'étalonnage LED pour le tester et confirmer le timing détaillé.