摆扫式面阵CCD航空相机的像旋转分析

航空相机在进行拍照时,通常采用45°扫描反射镜绕光轴摆扫或步进,进行多行迹摆扫式拍照,以增大对地面景物的观测范围,但当扫描镜绕光轴旋转对物体进行观测时,物体反射像也将绕轴进行旋转,目标相对探测器(CCD)产生了像旋转。通过运用光线矢量与光轴旋转变换的方法,建立了相机的数学模型。根据该模型,针对扫描反射镜旋转所产生的像旋转,利用光学矩阵建立了扫描镜转角与像旋转角之间的关系,对比各种消除像旋方法的优缺点,提出了采用扫描镜与像面旋转机构同步旋转结合的方法实现消除像旋,为工程设计提供了必要参考。     

应用于多元探测器遥感仪的45°二维扫描镜像旋分析

航天遥感仪器中,为扩大观测范围通常采用45°反射镜扫描方案.当扫描反射镜绕轴旋转对物进行扫描时,随着反射镜的转角不同,物体反射像也将绕观测轴进行旋转.在采用多元探测器的遥感仪器中,焦平面上所成的像不允许产生像旋,否则会使各个像元所对应的视场无法配准.因此研究相应的像消旋方法,消除45°反射镜带来的像旋转,使其在采用多元探测器的遥感仪器中更好的发挥作用,已是一个十分迫切的问题.对扫描反射镜转动时,多元探测器不同像元的像旋进行分析,为像消旋提供一种方法.     

航空相机的像旋转特性分析及其补偿方法

航空相机在多航迹成像方式中,随着45°反射镜绕光轴旋转对物进行扫描,物体反射像也将绕光轴进行旋转,为此必须采取消除像旋转的措施来保证成像质量.为阐述产生像旋转的原因,分析了扫描反射镜的像旋转特性;并在探讨消除像旋技术理论的基础上,提出了一种反射镜与探测器同步转动消除像旋转的方法.在多航迹工作方式中,此方法为相机扫描机构连续扫描成像提供了必要条件.利用此方法还改进了以往步进式扫描机构的惯量大、扫描效率低的问题,并在实际工程中得以应用和证明.试验结果表明,该方法的同步旋转误差小于1/3像元,能够获得良好的图像效果.     

四反射镜结构极坐标红外惯性稳像平台像旋研究

针对极坐标式直接稳像平台结构和间接稳像平台的四反射镜成像光路结构,推导其两框架运动所引起的像旋角度。结果表明俯仰框和滚转框的运动均会引起像旋。四反射镜间接稳像结构像旋随着离轴角增大,滚转框运动所引起的像旋角度也逐渐增加,在小离轴角时,滚转所引起的像旋也较小。直接稳像结构像旋角度与滚转框架角的正切值成正比,与俯仰框架角的余弦值成反比。仿真结果表明,四反射镜结构像旋比直接稳像结构的要小,对成像质量影响小。     

像旋扫描在红外成像系统中的应用研究

分析了采用像旋扫描原理扩大视场的途径,并建立了一个二次成像结构的设计模型.采用别汉棱镜作为像方一维扫描器件,并通过偏置致冷型中波红外探测器,实现了光学系统出瞳与冷光阑的完全匹配.此外,采用光学被动消热差以保证不同温度下的像质.该模型的相对孔径为1∶3,波长为3.7～4.8μm,焦距为34 mm,视场为士20°.通过采用...     

45°镜系统扫描轨迹分析及其对像旋校正的影响

分析了 45°镜系统的扫描规律及其对像旋校正的影响.给出了像旋图像的地面软件校正结果.结果表明在充分考虑了地球曲率、探测器的离轴及探测器安装角度影响的情况下, 45°镜系统对地面无漏扫,适当增加扫描角度,扫描系统获取的总视场内的地面信息无丢失,像旋对系统空间分辨率及图像的配准无影响,像旋图像可以通过软件方法进行校正.     

基于像方摆扫的空间红外双波段光学系统设计

红外探测器的尺寸是制约光学系统大幅宽成像的重要因素,选择合适的光学系统结构和成像方式,则可以规避探测器的限制。文中提出了一种像方摆扫成像模式,基于成熟的常规尺寸红外面阵探测器,采用多帧图像拼接的方式,满足了光学系统的大幅宽成像要求。鉴于像方摆扫需要在平行光路中进行,在两反无焦系统的基础上,研究了三反无焦系统的设计方法,给出了初始结构的计算公式。光学系统总体上分为前置的无焦压缩系统、扫描摆镜、成像组。其中,扫描摆镜位于平行光路中的出瞳位置,采用视场分光的方式分别实现中波红外和长波红外成像,通过仿真分析,光学系统的冷反射得到有效抑制,MTF 接近衍射极限。     

音圈电机驱动的航空相机像面扫描系统

航空相机执行机构的核心是像面扫描系统,要求高扫描精度、高扫描频率、体积小、结构简单,否则成像模糊、成像帧频低。国内外低精度的扫描机构采用旋转电机外加凸轮、齿轮、涡轮蜗杆等机械传动机构将旋转运动变为直线扫描运动,搭建的像面扫描系统体积大、结构复杂、智能化程度低与未来相机的发展趋势不吻合。设计的新型高频高速像面扫描结构,直线往复扫描运动执行机构选用音圈电机,像面扫描方式为矩形扫描方式。为满足指标要求,采用音圈电机持续力控制和滞后超前控制相结合的控制策略。实验表明,线速度103 mm/s,线性行程0.2 mm 时,实现了扫描频率15 Hz,稳速精度0.2%,满足了工程要求。     

旋转双光楔系统用于像移补偿的技术研究

摄像机在曝光时间内与目标的相对运动会产生像质模糊,且速高比(或速距比)越大,模糊状态越严重。目前,光学式像移补偿方法主要采用反射镜元件,针对其存在像旋校正机构复杂、运动定位控制难度大、摆扫式易产生光学振荡等缺点,提出了应用旋转双光楔系统进行像移补偿的新方法。建立了双光楔系统的动态作用矩阵数学模型,分析了光楔组件在各种独立运动状态下的出射光矢量轨迹,进行了软件仿真。根据实际的像移补偿需求,给出了双光楔系统的设计结果及控制方法。仿真和分析结果表明:双光楔系统具有结构紧凑、控制方法简单、运动平稳、补偿能力强等显著优点,对于大速高比(或速距比)的应用场合具有重要的实际意义。     

红外热像法发射率校正及电学法温度补偿方法

主要对提升半导体分立器件红外热像法结温测量精度,及其与电学法温度补偿技术进行研究,从而实现电学法与红外热像法两者在结温方面的互通性。根据器件材料在不同温度下有不同发射率的理论基础,结合试验研究器件高结温发射率校正技术提升红外热像法结温测试精度,在此基础上理论与试验分析红外热像法与电学法的温度补偿方法,实现只进行红外热像法与电学法中的一种方法就可获得另一种方法的结温。     

浅谈传感器的温度补偿技术

从原理上论述了温度对传感器性能的影响,包括零点漂移、灵敏度随温度的变化。介绍了温度补偿的方法,提出了利用单片机进行温度补偿,实验结果表明,该温度补偿是一种行之有效的方法。     

光固化成形中的变补偿量扫描研究

在光固化成形中,对三维实体断面进行选择性的扫描固化,通常采用的是恒定的光斑补偿量,因此很难精确成形出实体的细微部分,从而影响制件精度.本文提出一种分区域变补偿量的扫描方法,首先将实体断面中的轮廓环分组,辨识出激光扫描轨迹在细微部出现自交,反向或互交的情况.然后分区域设定工艺参数从而改变不同区域的光斑补偿量,很好地提高了光固化成形中制件细微部分的成形精度.     

便携式天然气泄漏遥感探测的研究

传统的天然气管道泄漏检测技术效率低、速度慢,难以满足实际应用的需要.近年来以近红外二极管激光吸收光谱为基础的光学传感器由于具有灵敏度高、体积小、重量轻和无需维护等优点而得到了广泛的应用.实验以可调谐二极管激光吸收光谱和谐波探测技术为基础,开展便携式天然气管道泄漏遥感探测技术的研究.其中使用多种常见物质作散射体,模拟野外现场背景,进行气体泄漏的探测,并获得较好的探测极限.整套系统仅重5 kg,具有良好的便携性.     

热敏电阻风速传感器的线性补偿

热敏电阻风速传感器的风速/电压曲线受到气体温度、湿度等的影响,呈现明显的非线性化.通过设计基于双恒流源的双臂电桥,与常用的惠斯登电桥进行比较.实验表明,双恒流源双臂电桥比惠斯登电桥能更好地补偿热敏电阻风速传感器的非线性关系,并获得较高的灵敏度.     

基于低空遥感系统的星载光学遥感器成像仿真

在星载光学遥感器设计过程中,利用计算机仿真技术模拟遥感器成像过程能够评估遥感系统设计可行性,并预测遥感器成像能力。针对高分辨率星载光学遥感器成像特点,提出一种基于低空遥感系统的成像仿真方法。以低空宽视场和多光谱图像数据为基础,利用图像分类、分类拟合等方法生成低空多光谱宽视场仿真图像,采用经验线性法进行反射率反演,结合星载光学遥感器空间分辨率、MTF、光谱响应等特性以及大气辐射传输理论得到遥感器入瞳处辐亮度仿真图像。将QuickBird卫星作为仿真对象,开展成像仿真实验,并评价仿真精度。实验结果表明仿真图像与卫星图像保持较高相似程度。     

基于PSO-LSSVM的振弦传感器温度补偿

针对振弦传感器测量精度受环境温度影响的问题,本文提出基于粒子群-最小二乘支持向量机的温度补偿方法。采用泛化能力好、收敛速度快、全局最优的最小二乘支持向量机,并引入粒子群算法对最小二乘支持向量机的两个参数进行优化,建立预测模型,进行温度补偿。实验表明:与BP神经网络算法相比,该方法提高了传感器的精度。     

电子运动补偿在CCD探测器上的应用

文章在阐述电子运动补偿工作原理和优势的基础上,介绍了集成补偿装置的50 M像元CCD探测器的设计及研制情况,并对CCD探测器的发展趋势进行了分析和预测.由于电子运动补偿具备简单有效、重量轻、可靠性高等独特优势,因此,该技术目前已经广泛应用于CCD探测器上.采用集成了该补偿装置的CCD探测器将会大大提高CCD相机的整体性能.     

基于方向扫描的图像光照补偿算法

提出了一种基于二维图像信息的人脸光照补偿算法。基于人脸形状与球面相近的假设,首先沿人脸对称方向估算均匀光照下人脸图像灰度的统计信息,并对统计信息进行数据拟合,构建标准光照模型;然后估算非均匀光照下人脸图像的大致光照方向,并沿垂直光照方向对图像灰度进行统计分析;最后利用标准光照模型,结合线性和非线性变换,把非均匀光照下人脸图像调整到标准状态。在Yale B人脸库上的处理结果表明,该算法可以解决大角度斜光照和极度暗光照情况下光照补偿问题,且算法简单计算量小。     

空间红外光学遥感器发展现状及前景分析

文章综述了空间红外光学遥感器在不同领域的应用,分析了空间红外光学遥感器的现状和发展趋势。指出红外光学遥感器向谱段更多、工更窄、辐射灵敏度越来越高的方向发展。讨论了我国红外光学遥感器发展基础和前景。提出开展红外光学遥感器研制的几点建议。