測(cè)量系統(tǒng)經(jīng)常要用到攝像機(jī)" title="攝像機(jī)">攝像機(jī)和其它傳感器" title="傳感器">傳感器，兩者間需要同步,。本例描述了一個(gè)航空攝影系統(tǒng),，它有一臺(tái)攝像機(jī)，包括CCD（電荷耦合器件）圖像傳感器,、一個(gè)慣性測(cè)量單元,，以及一個(gè)GPS（全球定位系統(tǒng)）單元。合成的電路提供觸發(fā)信號(hào),，將測(cè)量同步在最佳速率上,。GPS提供有關(guān)空間位置的信息,，慣性測(cè)量單元提供有關(guān)空間方位的信息。該單元包括一個(gè)陀螺儀,、一個(gè)磁力計(jì),，以及一個(gè)加速度計(jì)，提供對(duì)一個(gè)三軸矢量的角度與加速度測(cè)量,。

　　圖1表示了一個(gè)獲取航空照片的系統(tǒng),。它包括：四個(gè)Atmel區(qū)域掃描CCD圖像模塊，一個(gè)線性圖像傳感器模塊,，兩個(gè)Dalsa PCI（外設(shè)部件互連）幀捕捉卡,，測(cè)量單元，一個(gè)時(shí)鐘調(diào)節(jié)電路,，以及一只微控制器,。在開發(fā)期間，用一臺(tái)Tektronix公司的數(shù)字示波器查看觸發(fā)信號(hào),。

　　用于同步傳感器的觸發(fā)信號(hào)是這個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的關(guān)鍵,。時(shí)鐘調(diào)節(jié)電路向幀捕捉卡發(fā)送一個(gè)外部觸發(fā)脈沖，為系統(tǒng)產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào),。含有圖像傳感器的視頻模塊從幀捕捉卡接收觸發(fā)信號(hào),。每個(gè)幀捕捉卡捕獲一幅圖像，將其存儲(chǔ)在板上的存儲(chǔ)器中,，然后再捕捉下一幅圖像,。

　　外部的觸發(fā)脈沖亦控制傳感器、GPS和慣性測(cè)量單元,。圖2表示在臺(tái)灣云林縣麥寮鄉(xiāng)上空7000英尺處的一張照片,，它使用外部觸發(fā)電路，完成線性傳感器與測(cè)量單元的驅(qū)動(dòng)與組合,。

　　電路必須改變外部觸發(fā)時(shí)鐘的頻率,，才能獲得最佳的幀率。線性圖像傳感器模塊中的CCD傳感器有12288個(gè)像素,，每個(gè)像素的大小為5mm×5mm,，產(chǎn)生的圖像約為500線/幀。CCD圖像傳感器的最大輸出速率為320M像素/秒,。圖像數(shù)據(jù)通過一個(gè)Camera Link接口發(fā)送給幀捕捉卡,，后者通過PCI總線將圖像發(fā)送給一臺(tái)PC。

　　時(shí)鐘調(diào)節(jié)電路產(chǎn)生外部觸發(fā)時(shí)鐘脈沖,。電路采用了一只Altera" title="Altera">Altera公司的CPLD（復(fù)雜可編程邏輯器件）,，用Altera的開發(fā)軟件仿真觸發(fā)信號(hào)，以及設(shè)計(jì)電路,。時(shí)鐘調(diào)節(jié)電路可為系統(tǒng)提供多達(dá)15種觸發(fā)信號(hào)頻率,。

　　系統(tǒng)的Atmel微控制器帶有256字節(jié)RAM和用于程序存儲(chǔ)的8k字節(jié)可編程閃存,。微控制器通過一個(gè)RS-232接口與PC通信，該接口也可以用于接收指令,，以及報(bào)告自己當(dāng)前的狀態(tài),。這種握手過程包括生成觸發(fā)信號(hào)的解碼與編碼參數(shù)。微控制器還向數(shù)字時(shí)序調(diào)節(jié)電路發(fā)送指令,；這些指令可改變外部觸發(fā)器的脈沖頻率,。

　　可以用15種觸發(fā)頻率來調(diào)節(jié)CCD圖像模塊的幀速率,。外部觸發(fā)信號(hào)亦用于觸發(fā)測(cè)量單元,，記錄和存儲(chǔ)空間參數(shù)。圖3給出了尋找最佳觸發(fā)頻率的算法,。幀速率與觸發(fā)頻率成正比,。

       慣性測(cè)量單元是系統(tǒng)中的一個(gè)關(guān)鍵傳感器，在它與幀捕捉卡之間必須有直接的關(guān)聯(lián),。如果外部觸發(fā)頻率為1 kHz,，則兩個(gè)幀捕捉卡中，每個(gè)都捕捉1000幀/秒,，單元采樣速率為1k采樣/秒,。航空攝影的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)成功地同步了所有的傳感器,。