基于正时带的帘幕式快门设计与精度分析

考虑帘幕式快门的曝光精度和面阵CCD相机的结构尺寸,利用正时带在高速运动中能够保证高精度传动的特点,设计了以正时带为快门帘幕,以正时带轮为快门辊轴的新型单帘式焦平面快门。分析了影响快门曝光精度的主要因素,利用系统误差合成法建立了快门曝光精度的数学模型。利用齿轮综合误差组评价了驱动机构的传动误差,通过分析正时带的传动机理建立了多边形效应的几何模型,并计算了多边形效应对速度精度的影响。在接入快门负载的情况下测试得到了快门辊轴的稳速精度,并利用高斯法计算得到了快门的曝光精度0.067。最后,利用光电法测试了幅面上均匀五点的有效曝光时间,测量结果显示幅面内快门的曝光精度达到0.056,可实现宽目标照度范围航空摄影的曝光。     

高频正交大面阵焦平面快门设计

针对1000 mm焦距透射式光学系统面阵相机,设计了一种高频大面阵焦平面快门.为了满足长焦距航空成像系统高分辨率和宽覆盖的要求,新设计的焦平面快门结构采用单帘幕多缝式设计,通过两个快门正交布置,电机带动齿轮同步驱动,使得两片光学拼接的面阵CCD同时曝光.数字信号处理器(DSP)根据编码器反馈的帘速信号来控制电机转速,保...     

单帘正交组合式焦平面快门的设计与性能测试

针对焦面空间尺寸小,两个CCD成像面由于棱镜拼接而成正交垂直分布的航空相机设计了一种焦面帘幕式快门.该快门采用齿形带作为快门帘幕,齿形带上开合适宽度的长条形孔作为曝光帘缝,通过改变帘缝运动速度调整曝光时间.采用两个快门帘幕正交布置、同步驱动的方法实现了两片面阵CCD同时曝光.通过编码器反馈,控制快门驱动电机转速,使CC...     

大面阵彩色CCD航测相机的辐射定标

以大面阵彩色CCD航测相机为研究对象,分析其成像过程,提出了影响相机辐射响应特性的各个因素,并以此为基础,建立了辐射响应特性模型.分别在暗场和使用积分球的条件下进行了辐射响应标定实验,通过组合更改输入辐亮度、曝光时间和CCD增益等因素对相机的辐射响应特性进行测量和分析.结果表明,相机R、G、B颜色通道随输入辐亮度变化的辐射响应特性并不相同,但在工作谱段范围内均呈线性变化趋势.采用最小二乘法对辐射标定数据进行拟合,一次多项式拟合结果的决定系数R2值均可达到0.999以上.当输入辐亮度不变时,相机输出图像灰度值随曝光时间或CCD增益的变化星线性变化趋势,从而为其它工作条件下辐射响应特性曲线的推演奠定了理论基础.将相机辐射响应标定结果应用于相机调光功能,成像结果表明,获得的图像亮度适中,图像平均灰度值满足调光要求.     

一种帘幕式快门曝光精度分析

为了确定帘幕式快门各尺寸参数曝光精度的关系,推出曝光精度的数学模型。分析了影响快门曝光时间精度的主要因素,用误差合成法对快门曝光时间进行了精度分析,为设计提供了依据。首先,结合帘幕式快门的工作原理及快门的曝光时间表达式建立了曝光精度的数学模型。然后,对曝光时间表达式中的各个参数的误差进行了分析,应用误差合成法对各个参数误差对曝光时间的影响程度做了分析计算。最后,对现有航空相机中应用的快门进行了精度的分析计算。实验表明：曝光时间精度随着帘缝宽度的增加而提高,现有航空相机的快门的曝光时间最低精度为曝光时间的6.4％,高于理论计算精度8.59％。在1/1000s－1/100s范围内快门的有效曝光时间与帘缝宽度成正比,帘缝宽度对曝光精度的影响是帘缝速度对曝光精度影响的3.6倍,快门曝光时间的精度随着帘缝宽度的增加而提高。     

多通道数字化快门速度测试仪的设计与实现

多通道数字化快门速度测试仪主要应用于幕帘式相机快门有效曝光时间的测试。在像面上的不同点设置多组光电接收器,将像面接收到的光信号转换为电信号。高速数据采集系统利用DMA方式按时序对各接收器的曝光信号进行实时瞬态数据采集。采集数据经计算软件处理,得到各点处的快门有效曝光时间。利用软件解决了瞬态信号与实时采集同步的问题。测试系统简单可靠、测试结果显示直观。     

胶片型空间相机的快门设计和研究

为满足胶片型空间相机对地摄影的需要,设计了焦面帘幕式快门,利用快门前、后2层帘布在运动过程中形成的狭缝使胶片曝光.论述了应用于大口径胶片型空间相机的焦面帘幕式快门的基本原理、结构设计、各组成部分的功能及应用.通过实验验证了研制的焦面帘幕式快门运动平稳、可靠,具有大于5×104次的寿命,曝光时间调节范围大(1/30～1/1 500 s)且无级连续可调,曝光量误差小于10%,满足总体要求的技术指标.     

天问一号高分相机火表复杂照度下自动调光成像电路设计

航天相机的成像质量是获取遥感数据的关键,航天相机设计中调光是影响相机的成像质量的重要参数,自动调光是预先获取目标场景的信息,根据信息确定调光参数,避免过度曝光或曝光不足带来的图像信息损失.我国首次火星探测任务天问一号高分相机,针对火表复杂照度,为获取高质量图像数据,提出了基于TDI CCD推扫成像与CMOS凝视成像自动...     

CCD图像灰度与照度的转换标定方法

本文提出了一种基于CCD摄像机利用图像灰度获得实际照度的新方法,该方法适用于摄像机的任意曝光和增益参数,且考虑了摄像机安装位置和角度对测量的影响。CCD摄像机照度测量法的实际应用主要涉及两个过程:一是标定过程,即应用CCD摄像机进行照度测量前,标定CCD图像灰度与照度之间的转换参数和转换模型;二是照度测量过程,即通过CCD摄像机拍摄图像,将图像灰度代入已定的转换模型,获得测量对象的照度值。其中,灰度与照度转换模型的标定是利用CCD摄像机实现照度测量的基础和关键,文中主要讨论了该模型的推导过程以及标定方法。具体为:首先通过理论推导获得图像灰度与CCD传感器感应的相对辐照度的关系,然后借助以均匀光源搭建的实验系统标定CCD传感器相对辐照度与物面实际照度之间的关系,进而获得图像灰度与物面实际照度的转换关系。在转换过程中讨论了曝光时间、增益以及CCD相机与照度测量点之间的距离和角度对转换模型的影响,为CCD摄像机照度测量法的实际应用奠定了基础。实验结果表明本测量及标定方法适用于摄像机任意曝光和增益条件,经过本方法标定后,应用CCD摄像机进行照度测量,测量结果的相对误差在4.5%以内。     

全帧CCD相机时间延迟积分模式下的图像缺损

长焦距面阵CCD相机以TDI模式进行动态横向多幅扫描成像时,行转移频率高或者曝光时间长会使图像输出有明显缺损,从而影响图像的判读。为解决这一问题,分析了全帧CCD相机TDI模式的工作原理,分析认为快门曝光过程中CCD存在的无效TDI转移是导致输出图像出现缺损的主要原因。通过实验验证了分析结果,并提出保证CCD曝光过程中TDI转移与机械快门曝光精确同步的方法来消除无效TDI转移。据此设计了光电同步定位法进行曝光控制,并研制了相应的快门光电同步装置。成像实验结果显示,该方法可将图像缺陷区域控制在15列像元内,解决了面阵CCD在TDI模式下输出图像的缺损问题,提高了图像判读精度。