[發明專利]一種航空CCD成像系統及飛行器

有效

• 申請號: 201710014142.7
• 申請日: 2017-01-09
• 公開（公告）號: CN106791328B
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發明（設計）人: 呂寶林;佟首峰;王德江
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: H04N5/225
• 分類號: H04N5/225;H04N5/372
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙)44316
• 代理人: 趙勍毅

技術領域

本發明涉及機載光電成像技術領域，尤其涉及一種航空CCD成像系統及飛行器。

背景技術

航空相機包括航空偵察相機，航空測繪相機，航空多光譜相機及成像光譜儀，在軍事上主要可用于情報搜查、國防監測、變化檢測、精確測圖和目標指引等等方面，以根據機場跑道、導彈發射井、武器試驗場和防御設施等目標的施工情況以及部隊集結和武器部署等軍事活動準備情況。因此世界許多國家都在積極研制航空相機，進行航空遙感工作。高分辨率航空CCD(charge coupled device)成像偵察相機作為航空相機的一個分支，在軍事中應用越來越廣泛，尤其是在對重點區域進行詳細探測任務中，有著其它相機都不可取代作用。

目前，航空CCD成像系統中還存在著諸多不穩定因素，如：(1)CCD焦平面陣列中各探測單元的響應特性不一致；(2)光學系統加工存在裝調誤差，系統結構繁冗；(3)CCD焦平面輸入驅動存在誤差；(4)CCD焦平面存在無效探測單元；(5)相機工作溫度變化較大；(6)相機讀出電路本身非均勻性以及讀出電路與探測器耦合的非均勻性會帶來圖像非均勻性，必須通過校正解決。

發明內容

本發明旨在解決現有技術中航空CCD成像系統體積及重量大，圖像存在非均勻性的技術問題，提供了一種航空CCD成像系統，一定程度上減小系統的體積和重量，同時有效校正圖像的非均勻性。

本發明的實施例提供了一種航空CCD成像系統，所述CCD成像系統包括：

CCD傳感器，用于將光信號轉換為電信號；

預放電路，與CCD傳感器連接，用于將CCD傳感器輸出的電信號進行放大操作；

A/D轉換電路，與預放電路相連接，用于將放大后的電信號轉換為數字信號；

FPGA電路，與A/D轉換電路相連接，用于將數字信號進行非均勻性校正處理后通過其上設置的圖像輸出接口輸出圖像信號；

RS422通訊接口電路，用于FPGA電路與外接上位機進行通訊；

還包括電源電路，用于給所述CCD成像系統供電；

其中，所述FPGA電路，還用于發送CCD時序控制信號給所述CCD傳感器，及發送AD控制信號給所述A/D轉換電路；

所述CCD傳感器及預放電路設置在第一電路板上，所述電源電路設置在第二電路板上，所述FPGA電路、A/D轉換電路及RS422通訊接口電路設置在第三電路板上，所述第一電路板、第二電路板及第三電路板之間相互正交排布設置，第一電路板、第二電路板及第三電路板之間分別通過剛撓板相連接。

優選地，所述FPGA電路嵌入圖像均勻性校正算法，用于在實驗室條件下通過直徑20cm輸出均勻輻射源的積分球和通過測量輸出輻射亮度的光譜輻亮度計結合所述均勻性校正算法計算校正參數。

優選地，所述FPGA電路針對CCD成像系統在十種不同基準光照條件下成像，根據每種光照條件下采集的圖像數據計算對應的校正參數。

優選地，所述第三電路板上還設有隔離緩沖電路，所述隔離緩沖電路分別于CCD傳感器及FPGA電路相連接，用于將FPGA產生的CCD時序控制信號進過電平轉換后發送給所述CCD傳感器。

優選地，所述第二電路板上還設有光耦隔離電路，所述光耦隔離電路與所述FPGA電路相連接，用于隔離輸入FPGA電路的機械快門控制信號，同時用于隔離FPGA電路輸出的機械快門反饋信號。

優選地，所述第一電路板、第二電路板及第三電路板的長×寬為3cm×3cm。

優選地，所述電源電路包括多個穩壓器，電源電路將輸出CCD成像系統中的母線電源通過所述穩壓器變換成+1.2V，+2.5V，+5V，+15V，-1.2V的電源。

優選地，所述電源電路分別給所述CCD傳感器、預放電路、A/D轉換電路、FPGA電路及RS422通訊接口電路供電。

優選地，所述第三電路板上還設有圖像輸出電路，所述圖像輸出電路通過所述圖像輸出接口與所述FPGA電路相連接，用于將接收到的所述圖像信號轉化為圖像數據進行傳輸。

本發明的實施例還提供一種飛行器，所述飛行器搭載了上述的航空CCD成像系統。

本發明的技術方案與現有技術相比，有益效果在于：通過將所述第一電路板、第二電路板及第三電路板之間相互正交排布設置，相互之間分別通過剛撓板相連接，有效縮小了系統體積，有效減小了系統重量，同時所述FPGA電路中具有圖像非均勻性校正功能，有效校正圖像的非均勻性，提高常規標定效率。

附圖說明