[發(fā)明專利]一種自主自適應(yīng)溫控空間相機(jī)及其實(shí)現(xiàn)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010625599.3
• 申請(qǐng)日: 2020-07-02
• 公開（公告）號(hào): CN111707236A
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余國(guó)彬;劉恩海;周向東;趙汝進(jìn);劉光林;周黎;陳元培;曾駿哲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院光電技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): G01C11/02
• 分類號(hào): G01C11/02;H04N5/225;H04N5/232;G05D23/20
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本發(fā)明公開了一種自主自適應(yīng)溫控空間相機(jī)及其實(shí)現(xiàn)方法，包括光學(xué)組件、熱控組件、焦面組件、相機(jī)控制組件、電源與接口組件、相機(jī)支撐組件；其關(guān)鍵在于，對(duì)使用了CMOS成像傳感器的空間相機(jī)，引入自主自適應(yīng)溫控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了空間相機(jī)的在深空遙感探測(cè)的高低溫工作環(huán)境的適應(yīng)性，同時(shí)具有低功耗、輕量化的優(yōu)點(diǎn)，滿足深空遙感探測(cè)對(duì)自主自適應(yīng)溫控空間相機(jī)的需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于深空遙感探測(cè)光電探測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種自主自適應(yīng)溫控空間相機(jī)及其實(shí)現(xiàn)方法。

背景技術(shù)

隨著深空探測(cè)技術(shù)的發(fā)展和深空探測(cè)任務(wù)需求，做作為深空探測(cè)必備的有效載荷(空間相機(jī))的發(fā)展趨勢(shì)為：隨著技術(shù)不斷進(jìn)步，空間相機(jī)的性能越來越高，在深空探測(cè)中發(fā)揮的作用越來越重要，深空探測(cè)器所攜帶的空間相機(jī)也越來越多；空間相機(jī)所承擔(dān)的科學(xué)目標(biāo)從單一到多元化、從簡(jiǎn)單到復(fù)雜；深空探測(cè)空間相機(jī)趨向于集成化、小型化和多功能化，以減輕質(zhì)量、降低成木、節(jié)省燃料、延長(zhǎng)深空探測(cè)器壽命；空間相機(jī)所面臨溫度環(huán)境更加復(fù)雜(比如：工作需要面臨+80℃的高溫環(huán)境或-180℃的低溫環(huán)境)。由此自主自適應(yīng)高低溫工作環(huán)境的空間相機(jī)研制技術(shù)是深空探測(cè)技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種適用于深空遙感探測(cè)的自主自適應(yīng)溫控空間相機(jī)及其實(shí)現(xiàn)方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：本發(fā)明提供了一種適用于深空遙感探測(cè)的自主自適應(yīng)溫控空間相機(jī)，該空間相機(jī)包括光學(xué)組件、熱控組件、焦面組件、相機(jī)控制組件、電源與接口組件和相機(jī)支撐組件；其中，

所述的光學(xué)組件，將深空待成像目標(biāo)成像在CMOS圖像傳感器上；

所述的熱控組件，根據(jù)相機(jī)的溫度環(huán)境條件自主自適應(yīng)溫控保證相機(jī)的存儲(chǔ)溫度和工作溫度；

所述的焦面組件，進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，將相機(jī)光學(xué)系統(tǒng)獲取的目標(biāo)光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，從而得到數(shù)字圖像；

所述的相機(jī)控制組件，其主要功能為：產(chǎn)生CMOS圖像傳感器偏置電壓；產(chǎn)生CMOS圖像傳感器的驅(qū)動(dòng)時(shí)序信號(hào)；通過SPI口與CMOS圖像傳感器通信，對(duì)其進(jìn)行參數(shù)配置和讀取；接收CMOS圖像傳感器輸出的圖像信號(hào)，解析出圖像并緩存；根據(jù)圖像進(jìn)行自動(dòng)曝光計(jì)算，控制曝光；進(jìn)行自適應(yīng)溫控；對(duì)原始圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行不壓縮、壓縮處理；按規(guī)定格式輸出圖像數(shù)據(jù)流和工程參數(shù)；通過RS422接口與載荷管理器通信，接收控制指令和參數(shù)，反饋工作狀態(tài)；

所述的電源與接口組件，提供相機(jī)所需要的電源以及相機(jī)電子學(xué)對(duì)外接口；

所述的相機(jī)支撐組件，用于固定光學(xué)組件、熱控組件、焦面組件、相機(jī)控制組件和電源與接口組件，保證相機(jī)的力學(xué)特性。

上述方案中，所述的空間相機(jī)，所述熱控組件包含低溫多層隔熱組、自主存儲(chǔ)溫控組、自主自適應(yīng)工作溫控組；其中，

所述的低溫多層隔熱組，用于隔離相機(jī)與外界的熱交換；

所述的自主存儲(chǔ)溫控組，用于自主低功耗輕量化保證相機(jī)的存儲(chǔ)溫度；

所述的自主自適應(yīng)工作溫控組，用于自主自適應(yīng)低功耗輕量化保證相機(jī)的工作溫度。

上述方案中，所述的空間相機(jī)，所述低溫多層隔熱組包覆了所述空間相機(jī)的光學(xué)組件露在相機(jī)支撐組件外面且除光學(xué)組件遮光罩的通光口外的所有外表面；所述低溫多層隔熱組為20層隔熱材料，所述每一層隔熱材料包6μm雙面鍍鋁聚酯薄膜和20d滌綸網(wǎng)巾；所述低溫多層隔熱組件的最外層面膜為導(dǎo)電型聚酰亞胺鍍鋁二次表面鏡；所述低溫多層隔熱組件的6μm雙面鍍鋁聚酯薄膜和導(dǎo)電型聚酰亞胺鍍鋁二次表面鏡的開孔率為0.6％；其中，

所述的6μm雙面鍍鋁聚酯薄膜，用于將傳遞到6μm雙面鍍鋁聚酯薄膜上的熱原路反射；

所述的20d滌綸網(wǎng)巾，用于兩層6μm雙面鍍鋁聚酯薄膜之間的隔熱；