经纬仪电视调焦系统设计

调焦系统是光电经纬仪的重要组成部分。为了实现对目标的连续跟踪捕获,光电经纬仪电视镜头焦距必须实时进行调整,确保成像面始终位于焦平面上。本文介绍了由调焦镜组、精密定位平台、直线电位计、调焦控制器、步进电机等组成的调焦系统。并对主要参数允许离焦量、调焦量进行了分析,为各器件参数选择提供了依据;同时也给出了步进电机升降速控制曲线,实现了系统的快速响应。经实验验证系统调焦精度小于0.04mm,与理论分析结果相符。该调焦系统模块化程度高、传动方案简单、反应时间快。已成功应用于某光电跟踪系统中。     

基于MSP430F169的步进电机控制系统

为使光电经纬仪调焦系统达到最佳成像效果,设计了基于MSP430F169单片机的步进电机位置控制系统。该系统采用电位计作为位置反馈元件,采用单片机内部A／D（AnalogtoDigital）定时采样位置信息,并与给定位置进行控制位置误差对比。硬件系统包括单片机及接口电路、电机驱动电路、液晶显示电路和键盘。结合硬件电路设计了系统软件,使步进电机能停止在按键设定的给定位置并通过液晶显示给定位置。实验结果表明,该系统达到了理想的控制精度,方差达到0．00000367-0．00001292。     

一种高精度高可靠性调焦机构设计

为提高调焦机构的调焦精度和可靠性,设计了一种调焦机构,其主要由双步进电机、丝杠螺母、直线导轨、直线电位计和限位机构组成。文中具体给出了该机构的组成结构,分析并验证了机构的调焦精度,其中双步进电机驱动形式和新限位措施的采用提高了整个机构的可靠性。实验结果表明该机构的调焦精度优于0.01mm,且可靠性得到了很大提高。     

星载光学遥感器调焦机构设计与有限元分析

为补偿星载光学遥感器在运载、发射过程中的冲击振动以及空间环境条件变化引起的离焦,设计了一种采用步进电机和谐波减速器驱动、滚珠丝杠和直线导轨配合使用的无偏载、易装调的调焦机构。论述了调焦实现方案,给出了调焦机构结构设计图,计算调焦负载阻力矩并选择了相应的电机,分析了该调焦机构的理论灵敏度为0.14μm,调焦误差为7.56μm;在Patran/Nastran环境下建立调焦组件有限元模型并对其进行有限元仿真分析。分析结果表明,该空间调焦机构动态刚度高、环境适应性强,能够满足空间调焦的设计要求。     

一种空间相机调焦机构的设计与分析

为补偿空间相机由于温度、轨道高度变化,以及运载过程中冲击和振动等影响引起的离焦,并满足空间相机质量更轻、体积更小的需求,设计了一种调焦机构。该调焦机构采用步进电机和谐波齿轮减速器进行驱动,精密滚珠丝杠进行传动,直线轴承进行导向,绝对式编码器与滚珠丝杠同轴安装测量,总质量仅为1.4千克。论述了调焦机构的方案选择,给出了调焦机构的设计结构图。分析计算了调焦机构的的调焦误差,理论误差为5.1μm,满足调焦精度要求。此外,利用有限元对轻量化后的调焦机构进行了模态分析,结果表明其结构刚度较高,满足使用要求。     

用CCD实现调焦的电控系统研究

本文集中论述了采用CCD作光电转换器件,并利用计算机进行控制的自动调焦装置电控系统的设计思想、工作原理及误差分析。     

视觉系统中调焦函数的选择方法研究

研究了视觉系统中调焦函数的选择方法,采用常用调焦函数对一透射式照明图像测量系统的调焦函数选择过程进行实验研究,对其灵敏性、稳定性、计算速度等指标进行了对比分析,结果表明对于该系统来说梯度向量平方函数具有较好的效果。并通过实验得出：调焦图像选择区域越大,调焦函数曲线灵敏度越高;光源强度越强或越弱,调焦函数曲线灵敏度越低。     

一种空间相机调焦机构的设计研究

随着现代光学捕获技术的不断发展,捕获目标的日趋复杂化,对空间相机的要求也越来越高,为了保证光学系统具有更强的适应性,获得最佳图像,设计了一种调焦机构.调焦机构由直线电机、直线导轨、光栅尺等组成,针对航空光学系统对调焦机构的要求,对该调焦机构的试验过程进行了设计,针对控制精度、晃动和高低温进行了试验,并分析了影响调焦机构精度的主要因素.试验证明该调焦机构可以满足使用要求.     

利用CCD实现高精度自动调焦系统

本文介绍一种利用CCD器件和微机控制实现自动调焦的新原理,以及对用此原理研制成的自动调焦系统进行实验的结果。     

LabVIEW在步进电机测控系统中的应用

采用虚拟仪器技术,以光电编码器为传感器,设计了硬件基于USB接口数据采集卡、软件基于LabVIEW多通道同步数据采集和数据处理的步进电机测控系统。该系统实现了步进电机转速的测量和显示,而且可通过步进电机驱动脉冲频率实现对步进电机转速的控制。经运行,该系统工作稳定,硬件电路简单,成本低,能够实现对数据的存储和读取,适用于精密测控的广泛领域。     

基于双CPU的太阳能跟踪系统的研究

从提高太阳能电池板的输出功率出发,提出了基于双CPU控制方式的太阳能跟踪系统。系统采用俯仰-水平双轴控制,以单片机STC12C2052AD为光电控制单元的核心处理器,以混合式步进电机为执行机构,以TMS320F2812为核心控制器件的三相正弦波细分驱动器实现了混合式步进电机的精确定位。实验表明系统运行稳定,具有很高的实用价值。     

实时连续跟踪控制下的步进电机的动特性研究

介绍了一种步进电机输出角位移连续跟踪控制的新方法,该方法通过单片机及其固化的“跟踪算法”改变步进电机相邻两相通电时间的长短,实现步进电机转子连续定位控制。应用非线性系统仿及线性系统理论分析步进电机在典型信号作用下步进电机跟踪控制的动态特性。理论及实验结果表明：采用新的控制方法可以使步进电机输出的角度位移连续可控,消除了常规步进工作模式所固有的量化误差;在小幅值信号作用下步进电机具有快速的频响特性。     

太阳能电板自跟踪系统的设计

为了保证太阳能电板能够与太阳光保持垂直状态,实现较大的光电转换效率,设计了一种太阳能电板的二维跟踪系统。该系统采用视日运动轨迹跟踪和光电检测跟踪两种方式结合的方法,在不同的时间采用不同的跟踪方法,通过单片机STC89C52来控制两个步进电机转动,使太阳能电板与光线垂直。通过实验仿真和数据分析得出,这种方法有效地提高了光电转换效率,且控制方法简单,有利于广泛应用。     

调焦及其应用

文章介绍了调焦的的含义及调焦装置,提出了摄影者判断调焦准确与否的主要依据,分析了即时调焦和预调焦2种调焦方法。     

一种航天遥感器调焦机构试验研究

调焦机构是航天光学系统的重要组成部分,调焦机构的精度直接影响到光学系统的成像.为提高调焦机构的精度,简化其中间环节,设计了一种新型的调焦机构.针对航天光学系统对调焦机构的要求,对该调焦机构的试验进行了设计,针对控制精度、晃动和高低温进行了试验,并分析了影响调焦机构精度的主要因素.试验结果表明:该调焦机构可以满足使用要求,且具有响应快、定位精度高、传动效率高、适用范围广等优点.     

基于图像边缘点数的自动调焦算法研究

如何快速有效地实现调焦一直是高速测量电视中的焦点。本论文提出了一种基于数字图像处理方法的自动调焦系统,并给出了以图像边缘点数作为图像是否聚焦的判据函数,以及给出了自适应搜索步长的登山式自动调焦原理,对该系统进行了实验研究,并给出了实验结果以及实际的调焦效果图。     

基于传感器调焦的设计与实现

分析了温度、大气压力、摄影高度的变化对航空相机离焦的影响,提出了计算相机离焦量的数学方程,给出了基于温度、压力传感器信号和GPS高度数据通过移动CCD进行自动调焦的设计,试验结果表明,这种方法不仅可行,而且调焦精度高,非常适用于航空相机系统。     

高精度双轴太阳能跟踪控制系统的设计

针对一般光伏发电系统中存在的太阳能利用率较低的问题,设计了一种太阳能跟踪光电传感器,并提出了一种混合跟踪控制策略的优化方法。系统采用时控和光控相结合的跟踪模式,通过控制器整合处理传感器的实时数据,将俯仰和方位两个维度的偏差角度转换成一定数量的PWM脉冲,从而驱动步进电机使太阳能电池板与太阳光线呈垂直姿态。实验测试结果表明:所设计的光电检测传感器模块可以准确地跟踪太阳方位,采用优化的混合跟踪控制策略不仅降低了系统功耗,而且提高了跟踪精度,整个系统最终实现了太阳能利用率最大化的目标。     

经纬仪对准动态靶标的方法研究

动态靶标是一种在室内检测光电跟踪测量设备的装置,经纬仪在检验各项精度指标或调试伺服跟踪系统前都需要动态靶标和经纬仪的相对位置满足动态靶标按预定轨迹旋转一周,经纬仪通过调整方位和俯仰姿态都能够捕获到靶标(简称经纬仪对准动态靶标).首先介绍了传统的经纬仪对准动态靶标的方法,指出了其四方面的局限性,进而提出一种应用角度测量指向装置的经纬仪快速对准动态靶标方法,阐述了该方法所用角度测量装置的具体结构和对准靶标的具体实现过程,接着对应用角度测量装置对准靶标的主要误差进行了分析,最后总结了这种方法的优势.具体使用结果表明,该方法可以显著提高经纬仪对准靶标的工作效率.     

望远系统分辨率现代测试技术研究

本文针对望远系统分辨率的测试要求,在分析原有传统的各种检测原理与方法的基础上,提出了一种基于CCD摄像技术、DLP图形自动生成技术、光电自动调焦技术和计算机控制与图像处理技术的现代光学测试原理与方法,不仅可提高测试精度和测试效率,而且减小疲劳.