具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请提供的数据同步方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，无人机01中集成有数据同步系统，数据同步系统包括高光谱相机1、GPS设备2、FPGA模块3以及存储模块4。其中，高光谱相机1、GPS设备2分别与FPGA模块3通信连接，高光谱相机1与存储模块4通信连接，FPGA模块3与存储模块4通信连接。

下面将通过实施例并结合附图具体地对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。需要说明的是，本申请图2-图5实施例提供的数据同步方法，其执行主体为数据同步系统，也可以是数据同步装置，该数据同步装置可以通过软件、硬件或者软硬件结合的方式成为数据同步系统的部分或全部。下述方法实施例中，均以执行主体是数据同步系统为例来进行说明。

在一个实施例中，如图2所示，提供了一种数据同步方法，涉及的是数据同步系统获取高光谱相机采集的图像信息和全球定位系统GPS设备采集的每秒脉冲信号PPS，根据图像信息的第一目标图像信号和PPS信号，计算图像数据对应的时间数据，从而将图像数据和时间数据进行拼接，得到同步数据的过程，包括以下步骤：

S201、获取高光谱相机采集的图像信息和全球定位系统GPS设备采集的每秒脉冲信号PPS；图像信息包括图像数据和多个图像信号。

其中，数据同步系统通过高光谱相机采集当前所需的图像信息，通过内置的GPS设备采集秒脉冲信号PPS信号。

在本实施例中，可选地，高光谱相机1采用内触发方式，高光谱相机1传输图像采用camera_link接口，该接口传输数据后经过译码芯片可解析为24位图像位和4位信号位。信号位分别为数据有效位DVAL、帧有效位FVAL、线有效位LVAL、保留位。当DVAL信号为高电平时图像数据信号有效，FVAL信号为高电平时图像线阵数据有效，LVAL为高电平时分光后的不同波段线阵数据有效。数据同步系统通过获取高光谱相机采集的图像信息，通过GPS设备采集PPS信号，将图像信息中的图像信号、PPS信号传输给FPGA模块进行时间数据的计算。

S202、根据第一目标图像信号和PPS信号，计算图像数据对应的时间数据；第一目标图像信号为图像帧有效位信号。

其中，第一目标图像信号为帧有效位FVLA，帧有效位FVAL信号是最为接近曝光后采集线阵数据的时间信号，因此，以帧有效位FVAL信号为基准计算得到的时间同步数据会最为准确。

在本实施例中，数据同步系统根据采集到的第一目标图像信号和PPS信号进行图像数据对应的时间数据的计算。可选地，PPS信号为秒脉冲信号，在PPS信号上升沿到达时，计算PPS信号产生的脉冲次数，即计算PPS信号的整数位时间，在帧有效位信号上升沿达到时，计算图像数据的小数位时间，可选地，数据同步系统可以根据系统时钟进行小数位时间的计算，基于计算得到的整数位时间和小数位时间，确定图像数据对应的时间数据。

S203、将图像数据和时间数据进行拼接，得到同步数据。

在本实施例中，将图像帧数据与得到的时间数据进行拼接。可选地，数据同步系统可以在获取到图像数据时，将图像数据存储至存储模块，在计算得到图像数据对应的时间数据后，将时间数据存储至存储模块，并与图像数据实现拼接存储。或者，数据同步系统可以在计算得到图像数据对应的时间数据后，先将时间数据存储至存储模块中，再获取图像数据，将图像数据与时间数据进行拼接存储。图像数据与时间数据的拼接顺序可以根据实际情况确定，本实施例对此不做限定。

上述数据同步方法中，数据同步系统通过获取高光谱相机采集的图像信息和全球定位系统GPS设备采集的每秒脉冲信号PPS，根据图像信息中的第一目标图像信号和PPS信号，计算图像数据对应的时间数据，将图像数据和时间数据进行拼接，得到同步数据。由于第一目标图像信号为图像帧有效位，帧有效位是最为接近曝光后采集线阵数据的时间信号，以此信号为基准计算得到的时间同步数据会最为准确，提高了数据同步的准确性，不需要定制专业的相机或者处理器，降低了数据同步的成本，且，进一步地，在每次进行图像数据和时间数据同步之后，进行数据的拼接再进行存储，大大节约了后期的时间匹配工作。

根据第一目标图像信号和PPS信号进行图像数据对应的时间数据计算，在一个实施例中，如图3所示，上述根据第一目标图像信号和PPS信号，计算图像数据对应的时间数据，包括：

S301、在PPS信号上升沿到达时，获取第一时间数据，并将系统计数器清零。

其中，FPGA模块中内置有系统计数器，在PPS信号上升沿到达时，将该系统计数器清零，即重置系统计数器。在本实施例中，当数据同步系统到PPS信号上升沿到达时，获取PPS信号的第一时间数据，由于PPS信号为秒脉冲信号，即PPS信号每秒产生一个上升沿信号，在将系统计数器清零的同时，获取PPS产生的脉冲信号，即获取PPS产生的整秒数据，作为当前图像数据的整数部分的时间数据，并将自身的系统计数器清零，重新开始计数，本实施例对此不做限定。

S302、在第一目标图像信号上升沿到达时，根据系统时钟和系统计数器的计数值，确定第一目标图像信号的第二时间数据。

其中，第一目标图像信号指的是帧有效位，当检测到帧有效位上升沿达到时，确定系统计数器的计数值，并根据预设的系统时钟计算第二时间数据。在本实施例中，预设的系统时钟指的是每秒系统的计数频率，例如，系统时钟可以为200MHz，意味着一秒钟系统时间会计200M个数。那么根据预设的系统时钟，和当前系统计数器的计数值，便可计算得到当前第一目标图像信号的小数部分的时间数据。

在一个实施例中，可选地，可以通过将系统计数器的计数与系统时钟求商，得到第一目标图像信号的第二时间数据。

在本实施例中，例如，当第一目标图像信号的上升沿达到时，系统计数器的计数值为100M，而系统时钟设置为200MHZ，即系统计数器计200M个数时，为一秒，那么计100M个数，通过100M/200M＝0.5，便可计算得到当前图像数据对应的小数部分的时间数据为0.5s。需要说明的是，数据同步系统可以基于内置除法寄存器进行上述计算，计算结果的精度可受系统时钟与除法寄存器的位宽的影响，本实施例对此不做限定。

S303、根据第一时间数据和第二时间数据，得到图像数据对应的时间数据。

在本实施例中，数据同步系统根据计算得到的整数部分的第一时间数据和小数部分的第二时间数据，确定图像数据对应的时间数据，可选地，数据同步系统可以将第一时间数据和第二时间数据进行叠加，计算得到图像数据对应的时间数据，本实施例对此不做限定。

在本实施例中，根据帧有效位的上升沿达到时刻计算图像数据的小数部分的时间数据，根据PPS信号确定图像数据的整数部分的时间数据，帧有效位FVAL信号是最为接近曝光后采集线阵数据的时间信号，以帧有效位FVAL信号为基准计算得到的时间同步数据会最为准确，PPS信号为秒脉冲信号，因此获取到的整数部分的时间数据也较为准确，那么在不依赖于专业相机或者专业处理器的前提下，基于这两者得到的时间数据比较准确。

可选地，为了使得图像数据对应的时间数据与世界时间同步，在一个实施例中，上述方法还包括：

获取基准时间；基准时间为根据预设的算法，以格林威治时间为基准计算得到的时间。

其中，基准时间指的是以格林威治时间为基准的年月日时分秒、经纬度、卫星航向、速率、磁偏角等。

在本实施例中，通过POS天线经串口提取出GPRMC信息中的时间信息，进入到FPGA模块中并进行ASCII码转16进制的解析，通过蔡勒公式将时间信息带入到其中，计算当前的星期数。以此为准，加上提取出的时分秒信息即可得到此时相对于0周秒时刻的时间基数。以此为时间基准，再通过PPS秒脉冲的第一时间数据和第二时间数据，即可得到完整的时间同步信息。

在本实施例中，数据同步系统基于基准时间、第一时间数据和第二时间数据可以得到在世界时间下的图像数据的完整时间同步信息，使得图像数据对应的时间数据更加准确完整。

那么，上述根据第一时间数据和第二时间数据，得到图像数据对应的时间数据，包括：

根据第一时间数据、第二时间数据、以及基准时间，得到图像数据对应的时间数据。

在本实施例中，数据同步系统根据计算得到的整数部分的第一时间数据、小数部分的第二时间数据以及计算得到的基准时间，确定图像数据对应的时间数据，可选地，数据同步系统可以将第一时间数据、第二时间数据、以及基准时间数据进行叠加，计算得到图像数据对应的时间数据，本实施例对此不做限定。

在本实施例中，数据同步系统根据基准时间、第一时间数据、第二时间数据得到图像数据对应的时间数据，得到的时间数据较为准确。

在计算图像数据对应的时间数据的同时，数据同步系统还可以对图像数据进行存储，在一个实施例中，在上述接收基于高光谱相机采集的图像信息之后，方法还包括：

在第二目标图像信号的上升沿到达时，将图像数据存储至预设的存储空间中；第二目标图像信号为图像线有效位信号。

其中，第二目标图像信号指的是线有效位LVAL，线有效位LVAL高电平时分光后的不同波段线阵数据有效。即，只有在线有效位LVAL上升沿时，数据同步系统才可以获取到有效的图像数据。

在本实施例中，数据同步系统在检测到线有效位LVAL上升沿达到时，获取当前的图像数据，并将该图像数据存储至存储模块中。

在本实施例中，数据同步系统可以计算数据时间的同时，检测到线有效位上升沿达到时将图像数据存储至存储模块中，使得图像数据可以及时的进行存储，避免了由于图像数据无法及时存储造成的资源浪费。

在对图像数据进行存储之后，在一个实施例中，上述将图像数据和时间数据进行拼接，得到同步数据，包括：

按照预设的拼接顺序，将预设的存储空间中的图像数据和时间数据进行拼接，得到同步数据。

其中，预设的拼接顺序指的是根据实际情况确定的图像数据在前，时间数据在后的拼接顺序。

在本实施例中，数据同步系统在计算时间数据的过程中，将图像数据存储至存储模块中，在计算完当前图像数据对应的时间数据之后，将时间数据也存储至存储模块中，并使得存储模块将当前图像数据与时间数据执行拼接操作，得到当前同步之后的当前图像数据和时间数据，本实施例对此不做限定。

在本实施例中，在获取到图像数据，计算完时间数据之后就进行一次图像数据与时间数据的拼接，而不是在存储了所有图像数据和时间数据之后，再进行数据的匹配拼接，避免了将图像帧数据和GPS时间数据分别存储而后进行拼接的工作，节约了后期的拼接时间。

在接收PPS信号的过程中，不免出现无人机处于恶劣环境中导致PPS信号丢失的情况，在一个实施例中，如图4所示，上述方法还包括：

S401、在PPS信号丢失的情况下，获取PPS信号丢失时刻对应的系统计数器的计数值。

在本实施例中，PPS信号由GPS设备提供，如果无人机飞行到GPS信号弱的地区可能会导致PPS信号丢失。在这种情况下，在数据同步系统中内置系统计数器进行辅助秒脉冲计数。例如，若系统选用200MHz的频率，那么计数器每计200M个数实现一次秒脉冲计数，然后秒脉冲累加就可得到图像帧的秒时间整数位。

可选地，数据同步系统中GPS设备提供的PPS信号和系统计数器提供的秒脉冲信号是分别独立的两个部分，当二者在若干个时钟周期后仍然不能统一，那么说明PPS信号在此时已经丢失，此时，需要以数据同步系统的系统计数器的时间为准，来进行时间数据的计算，本实施例对此不做限定。

S402、根据已接收到的PPS信号、系统计数器的计数值、第一目标图像信号、以及基准时间，计算图像数据对应的时间数据。

在本实施例中，根据丢失之前的PPS信号对应的时间，系统计数器的计数值，以及根据第一目标图像信号计算得到的第二时间数据、预设的基准时间，经过叠加计算，得到图像数据对应的时间数据，本实施例对此不做限定。

在本实施例中，PPS信号丢失的情况下，可以通过数据同步系统中的系统计数器辅助进行时间同步数据的获取，使得图像数据对应的时间数据更加准确，避免了无法计算时间数据的情况，提高了数据同步系统的可靠性和稳定性。

为了更好的说明上述方法，如图5所示，本实施例提供一种数据同步方法，具体包括：

S101、获取高光谱相机采集的图像信息和全球定位系统GPS设备采集的每秒脉冲信号PPS；

S102、在PPS信号上升沿到达时，获取第一时间数据，并将系统计数器清零；

S103、在第一目标图像信号上升沿到达时，根据系统时钟和系统计数器的计数值，确定第一目标图像信号的第二时间数据；

S104、获取基准时间；基准时间为根据预设的算法，以格林威治时间为基准计算得到的时间；

S105、根据第一时间数据、第二时间数据、以及基准时间，得到图像数据对应的时间数据；

S106、在第二目标图像信号的上升沿到达时，将图像数据存储至预设的存储空间中；

S107、按照预设的拼接顺序，将预设的存储空间中的图像数据和时间数据进行拼接，得到同步数据。

在本实施例中，由于第一目标图像信号为图像帧有效位，帧有效位是最为接近曝光后采集线阵数据的时间信号，以此信号为基准计算得到的时间同步数据会最为准确，提高了数据同步的准确性，不需要定制专业的相机或者处理器，降低了数据同步的成本，且，进一步地，在每次进行图像数据和时间数据同步之后，进行数据的拼接再进行存储，大大节约了后期的时间匹配工作。

上述实施例提供的数据同步方法，其实现原理和技术效果与上述方法实施例类似，在此不再赘述。

应该理解的是，虽然图2-5的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2-5中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种数据同步系统，包括高光谱相机、GPS设备、FPGA模块、存储模块；

高光谱相机，用于采集图像信息；图像信息包括图像数据和多个图像信号；

GPS设备，用于采集每秒脉冲信号PPS；

FPGA模块，用于根据图像数据和PPS信号，计算图像数据对应的时间数据；

存储模块，用于存储图像数据和时间数据，并将图像数据和时间数据进行拼接，得到同步数据。

在本实施例中，由于第一目标图像信号为图像帧有效位，帧有效位是最为接近曝光后采集线阵数据的时间信号，以此信号为基准计算得到的时间同步数据会最为准确，提高了数据同步的准确性，不需要定制专业的相机或者处理器，降低了数据同步的成本，且，进一步地，在每次进行图像数据和时间数据同步之后，进行数据的拼接再进行存储，大大节约了后期的时间匹配工作。

上述实施例提供的数据同步系统，其实现原理和技术效果与上述方法实施例类似，在此不再赘述。

在一个实施例中，如图6所示，提供了一种数据同步装置，包括：接收模块01、计算模块02和拼接模块03，其中：

接收模块01，用于获取高光谱相机采集的图像信息和全球定位系统GPS设备采集的每秒脉冲信号PPS；图像信息包括图像数据和多个图像信号；

计算模块02，用于根据第一目标图像信号和PPS信号，计算图像数据对应的时间数据；第一目标图像信号为图像信号的图像帧有效位信号；

拼接模块03，用于将图像数据和时间数据进行拼接，得到同步数据。

在一个实施例中，计算模块02，用于在PPS信号上升沿到达时，获取第一时间数据，并将系统计数器清零；在第一目标图像信号上升沿到达时，根据系统时钟和系统计数器的计数值，确定第一目标图像信号的第二时间数据；根据第一时间数据和第二时间数据，得到图像数据对应的时间数据。

在一个实施例中，计算模块02，用于将系统计数器的计数与系统时钟求商，得到第一目标图像信号的第二时间数据。

在一个实施例中，如图7所示，上述数据同步装置还包括获取模块04；

获取模块04，用于获取基准时间；基准时间为根据预设的算法，以格林威治时间为基准计算得到的时间；根据第一时间数据和第二时间数据，得到图像数据对应的时间数据，包括：根据第一时间数据、第二时间数据、以及基准时间，得到图像数据对应的时间数据。

在一个实施例中，上述拼接模块03，还用于在第二目标图像信号的上升沿到达时，将图像数据存储至预设的存储空间中；第二目标图像信号为图像线有效位信号。

在一个实施例中，上述拼接模块03，用于按照预设的拼接顺序，将预设的存储空间中的图像数据和时间数据进行拼接，得到同步数据。

在一个实施例中，上述计算模块02，还用于在PPS信号丢失的情况下，获取PPS信号丢失时刻对应的系统计数器的计数值；根据已接收到的PPS信号、系统计数器的计数值、第一目标图像信号、以及基准时间，计算图像数据对应的时间数据。

关于数据同步装置的具体限定可以参见上文中对于数据同步方法的限定，在此不再赘述。上述数据同步装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图8所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、运营商网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种数据同步方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

本领域技术人员可以理解，图8中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：

获取高光谱相机采集的图像信息和全球定位系统GPS设备采集的每秒脉冲信号PPS；图像信息包括图像数据和多个图像信号；

根据第一目标图像信号和PPS信号，计算图像数据对应的时间数据；第一目标图像信号为图像帧有效位信号；

将图像数据和时间数据进行拼接，得到同步数据。

上述实施例提供的计算机设备，其实现原理和技术效果与上述方法实施例类似，在此不再赘述。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

获取高光谱相机采集的图像信息和全球定位系统GPS设备采集的每秒脉冲信号PPS；图像信息包括图像数据和多个图像信号；

根据第一目标图像信号和PPS信号，计算图像数据对应的时间数据；第一目标图像信号为图像帧有效位信号；

将图像数据和时间数据进行拼接，得到同步数据。

上述实施例提供的计算机可读存储介质，其实现原理和技术效果与上述方法实施例类似，在此不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。