[發明專利]快速反射鏡的穩像控制系統和控制方法

有效

• 申請號: 201910156126.0
• 申請日: 2019-03-01
• 公開（公告）號: CN111641773B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 王彭;宋克非;張佩杰;王海峰;孫亮;陳波
• 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: H04N5/232
• 分類號: H04N5/232
• 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: 吳乃壯

本發明公開了一種快速反射鏡的穩像控制系統及控制方法，其中，控制系統中成像組件接收光信號并生成待測圖像；光電探測器接收待測圖像并將待測圖像轉換為電信號；位置信息處理器接收電信號，并計算電信號圖像偏移量；控制器接收圖像偏移量，根據圖像偏移量計算快速反射鏡所需目標角度位置，并獲取每一個快速反射鏡當前位置，根據快速反射鏡當前位置和目標角度位置分別計算得到快速反射鏡所需驅動量，驅動器件根據當前快速反射鏡所需驅動量驅動當前快速反射鏡進行擺角運動。本發明通過獨立的成像組件、光電探測器、位置信息處理器和控制器組成的抖動檢測模塊，在多個成像望遠鏡同時存在時，可共同使用一個抖動檢測模塊，從而降低了實現難度和成本。

技術領域

本發明涉及光學成像技術領域，尤其涉及一種快速反射鏡的穩像控制系統和控制方法。

背景技術

由于受到衛星姿態控制穩定度以及星上其他設備運轉產生的振動影響，空間太陽望遠鏡的對日指向會產生抖動，進而帶來成像在圖像傳感器上的抖動，而這會對最終成像效果產生較大影響，降低圖像分辨率，對于需要長時間曝光的空間太陽望遠鏡，其影響更加嚴重。

目前光學穩像方法主要利用成像圖像傳感器作為抖動檢測傳感器，與快速反射鏡構成閉環控制系統，以實現圖像穩定。由于采用成像用的圖像傳感器檢測抖動，其可能會對正常的成像造成影響，且在需要長時間曝光的應用中，使用這種方法，由于受到成像曝光時間的限制，成像間隔較長，不能檢測圖像的高頻抖動，從而無法抑制高頻抖動。同時，在多個成像望遠鏡都需要穩像的應用中，每一個望遠鏡都需要檢測圖像抖動，實現較復雜，且成本較高。

發明內容

本發明的目的是提供一種快速反射鏡的穩像控制系統和控制方法以解決現有技術中光學穩像方法在多個成像望遠鏡都需要穩像的應用中，每一個望遠鏡都需要檢測圖像抖動，實現難度高，且成本高的技術問題。

為了解決上述問題，本發明提供了一種快速反射鏡的穩像控制系統，其包括：

成像組件，其用于接收光信號并生成待測圖像；

超前控制組件，其包括光電探測器、位置信息處理器和控制器，光電探測器與成像組件連接，光電探測器用于接收待測圖像并將待測圖像轉換為電信號；位置信息處理器與光電探測組件連接，位置信息處理器用于接收電信號，并計算電信號的圖像偏移量；控制器與光電檢測組件連接；控制器用于接收圖像偏移量，并根據圖像偏移量計算快速反射鏡所需的目標角度位置，以實現對快速反射鏡的超前控制；

至少一個成像望遠鏡，每一個成像望遠鏡內設有一個快速反射鏡和一個驅動器件，每一個驅動器件分別與控制器連接，控制器還用于獲取每一個快速反射鏡的當前位置，并根據每一個快速反射鏡的當前位置和目標角度位置分別計算得到每一個快速反射鏡所需的驅動量，驅動器件用于根據當前快速反射鏡所需的驅動量驅動當前快速反射鏡進行擺角運動，以完成對所述快速反射鏡的超前控制。

作為本發明的進一步改進，該控制系統還包括角度傳感器，角度傳感器分別與快速反射鏡、控制器連接，角度傳感器用于獲取當前位置，并將當前位置傳輸至控制器。

作為本發明的進一步改進，光電探測器包括光電二極管、四象限探測器。

作為本發明的進一步改進，驅動器件包括一兩軸壓電偏擺臺，快速反射鏡設置于兩軸壓電偏擺臺上，兩軸壓電偏擺臺與控制器連接。

為了解決上述問題，本發明還提供了一種快速反射鏡的穩像控制方法，其包括如下步驟：

成像組件接收光信號并生成待測圖像；

光電探測器接收待測圖像并將待測圖像轉換為電信號；

位置信息處理器接收電信號，并計算電信號的圖像偏移量；

控制器接收圖像偏移量，并根據圖像偏移量計算快速反射鏡所需的目標角度位置，以實現對快速反射鏡的超前控制；