线阵CCD遥感器单轴转台的设计

为了在实验室条件下模拟线阵CCD遥感器的飞行成像,并验证其成像效果,设计了一种线阵CCD遥感器单轴转台控制系统.介绍了线阵CCD遥感器单轴转台的工作原理,分析了转台模拟飞行器成像的误差,给出了转台的指标及参数设计.试验结果表明,速度回路控制精度为2％,位置回路稳态精度为6′,对外成像清晰,满足设计要求.     

航空相机前向像移补偿的线性自抗扰控制

为消除飞机姿态角速度变化对摆扫式航空相机反射镜组件进行前向像移补偿时的扰动,设计了线性自抗扰控制器(LADRC),研究了角速度扰动与力矩扰动的等效关系和扰动估计及补偿方法.首先,分析了飞机姿态角速度扰动对像移补偿的影响;然后,建立了有力矩扰动作用时反射镜系统的数学模型,设计了用于扰动观测与估计的线性扩张状态观测器及带扰...     

基于FPGA的Intel 8254的设计与实现

针对Intel 8254在某些工程应用中的局限性,提出利用FPGA和VHDL语言实现8254的设计思想;按照8254的内部逻辑结构及功能,将VHDL设计分为4个独立的功能模块,并分别介绍了各个功能模块的主要设计要点;以Altera公司的FPGA(Cyclone)系列产品为载体,在QuartusⅡ开发环境下,进行仿真和下载验证,效果良好;结果表明,利用FPGA设计并实现8254芯片功能具有可行性,同时,采用FPGA设计方法可以根据实际应用需求对芯片功能进行取舍和优化,因而具有更好的灵活性。     

提升小波变换在图像压缩中的应用

利用第二代小波变换--提升小波变换,为第一代小波变换提供了一种新的更快速的实现方法,使得其构造不再依赖于Fourier 变换构造,可以实现所有的第一代小波变换,提升方案把此变换过程分为分裂、预测和更新3个阶段.基于提升算法的小波变换是新一代静止图像压缩标准--JPEG 2000的核心算法之一.在研究小波提升方案的基础上,分析了它在JPEG 2000应用,最后将小波提升和Mallat算法进行分析比较,试验证明提升方案的小波变换算法计算时间比Mallat 算法减半.     

基于DSP的1553B远程终端设计与实现

针对航空机载设备通信的特殊应用,提出了一种基于高性能DSP(TMS320F2812)的1553B远程终端设计。简要介绍了1553B总线,DSP和BU-61580芯片结构,给出了DSP与协议接口芯片的硬件接口及软件设计。     

大角度倾斜成像航空相机对地目标定位

针对大角度倾斜成像航空相机拍摄距离远,激光测距设备作用距离有限的问题,提出了一种不依赖距离测量设备的直接对地目标定位算法。依据载机POS测量的载机位置、姿态信息以及航空相机中位置编码器测量的框架角位置信息,利用齐次坐标变换的方法求解目标在大地坐标系下的指向,再利用地球椭球模型和数字高程模型确定目标点的经纬度信息。采用蒙特卡洛法仿真分析载机位置姿态测量误差及相机框架角位置误差对视轴指向精度的影响,相比于仅采用地球椭球模型的目标定位算法,该算法有效降低了地形起伏对目标定位影响,在目标区域地形起伏标准差大于10m时,大角度倾斜成像的定位精度明显提高。采用飞行试验数据验证了该目标定位算法的有效性,在飞行高度18 000m拍摄框架横滚角小于63°时,目标定位圆概率误差小于70m,可满足工程实际需要。     

航空相机镜筒位置控制的扰动估计与补偿

在航空相机镜筒速度内环设计了自抗扰控制器,以减小镜筒内偏心凸轮机构的运动对镜筒的扰动.采用扩张状态观测器对扰动进行实时估计,并生成扰动补偿量抵消扰动的影响.首先,分析了凸轮机构的运动对镜筒扰动的特点.然后,建立了镜筒的数学模型,基于带宽的单参数化设计思想设计了扩张状态观测器及带扰动补偿的控制律,设计了镜筒位置控制器.最后,在镜筒上对控制器的抗扰动性能进行了验证,并与目前航空相机常用的一阶平方滞后超前校正法进行了比较.结果表明,采用自抗扰控制能将凸轮机构对镜筒的扰动偏差减小为传统方法的50％左右.在提高系统抗扰动性能的同时,控制器增益减小约2个数量级,大大降低了对控制器增益的要求,提高了系统的稳定性,对改善航空相机控制系统的抗扰动性能及降低控制器设计难度具有较高的实用价值.     

飞行器姿态对CMOS航空相机成像的影响

为了消除CMOS航空相机高速成像时存在的卷帘快门(RS)效应对成像质量的影响,建立了在任意姿态角下计算CMOS相机RS效应的数学模型。通过分析CMOS成像原理,利用坐标变换法求得像面上任意像素点的速度。在分析卷帘快门原理的基础上推导出了RS效应的解析式。利用蒙特卡洛统计方法分析模型精度,对模型关键参数进行了仿真实验,并讨论了帧间延迟和姿态角对RS效应的影响。实验结果显示:在高度测量误差小于0.09km,速度测量误差小于0.3km/h,姿态角测量误差小于0.02°时,该模型的精度在1/3个像元以内。得到的结果证明了本文模型的有效性。该模型可作为定量分析大面阵CMOS相机RS效应的理论依据,对CMOS传感器在航空相机领域的应用有指导作用。     

CCD图像条带噪声消除方法

条带噪声是线阵CCD成像过程中最常见的系统噪声,其存在掩盖了图像的有用信息,给图像判读造成了不利影响。利用小波变换对信号奇异点检测的优越性,检测出条带噪声在小波系数中的周期性分布规律。依据小波去噪三步法,对存在条带噪声的低频和高频小波系数分别进行阈值处理。处理后图像目视效果良好,功率谱基本保留了原图像功率谱的变化趋势,表明在有效去除条带噪声的同时,较好地保留了图像中的有用信息。