[發明專利]一種推掃光學遙感相機的實時行時間調整裝置和調整方法

有效

• 申請號: 202011617364.6
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112764377B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 鄭亮亮;樸永杰;徐偉;曲宏松;馮汝鵬;張貴祥
• 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: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 長春眾邦菁華知識產權代理有限公司 22214
• 代理人: 寧曉丹

一種推掃光學遙感相機的實時行時間調整裝置涉及光學遙感成像技術領域，解決了現有無法實現高頻率高精準的行時間設置而影響相機系統的成像效果的難題，該裝置包括：上位機、數據通信總線、高速邏輯門陣列器件、光電探測器和高速數據接口，數據通信總線連接上位機，高速邏輯門陣列器件連接數據通信總線、光電探測器和高速數據接口；上位機能夠根據衛星平臺軌道參數計算光電探測器的行時間生成行時間設置指令，高速邏輯門陣列器件能夠根據接收到的行時間設置指令進行線性插值得到行時間控制信號，并能夠將行時間控制信號發送至光電探測器。本發明有效緩解數據通信總線的壓力，可靠性高，易實現，實現精確的行時間調整，能獲取高質量的圖像數據。

技術領域

本發明涉及光學遙感成像技術領域，具體涉及一種推掃光學遙感相機的實時行時間調整裝置和調整方法。

背景技術

推掃光學遙感相機主要基于線陣的TDI CCD或TDI CMOS光電探測器設計實現，其工作原理是每行像元對目標進行曝光，將目標的光信號轉換為一定數量的電荷，同時隨著相機與目標的相對運動，曝光后的電荷也將進行行間轉移并對同一目標重新曝光，以實現對相同目標多次的重復曝光，完成曝光電荷的累加，從而有效提高成像系統對目標的探測能力。在整個推掃成像過程中，要求感光電荷的移動速度與地物目標的像移速度相匹配，這樣才能獲取清晰的圖像數據，而衛星在軌運動過程中，其運行速度可能在變化，因此導致相機的行時間需要進行相應調整，這就要求衛星在相機成像過程中，需要對相機的行時間進行設置。

目前常用的方案是利用CAN或RS422等通信總線向相機成像系統發送行時間設置指令，實現成像系統的行時間設置，行時間設置指令的發送頻率一般為1Hz，即1s發送一次行時間設置指令。在相機系統中，除了該條指令外，實際上通信總線上還傳輸了很多遙控指令與遙測狀態參數，總線的利用率較高。如果針對某些特殊需求或要實現更高精度的像移匹配，那么相機成像系統的行時間更新頻率就要更高，如行時間更新頻率為100Hz或1kHz等，按照常規的設計方法，直接提高行時間指令的發送頻率，但可能受實際傳輸帶寬的限制，行時間指令的更新頻率仍無法達到預期的指標，無法滿足具體的應用需求，不能實現精準的行時間設置，影響相機系統的成像效果。

因此，為獲取高質量的圖像數據，滿足推掃光學遙感相機高頻率的行時間設置需求，實現精確的像移匹配，須研究出一種能夠實現行時間實時調整的裝置與方法，在保證高頻率行時間更新的同時，并能有效緩解數據通信總線的壓力，降低系統調試難度，實現高效率、高可靠、易測試的相機成像系統。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供一種推掃光學遙感相機的實時行時間調整裝置和調整方法。

本發明為解決技術問題所采用的技術方案如下：

一種推掃光學遙感相機的實時行時間調整裝置，包括：上位機、數據通信總線、高速邏輯門陣列器件、光電探測器和高速數據接口，所述數據通信總線連接上位機，高速邏輯門陣列器件連接數據通信總線、光電探測器和高速數據接口；所述上位機能夠根據衛星平臺軌道參數計算光電探測器的行時間生成行時間設置指令，所述數據通信總線能夠將上位機的行時間設置指令發送至高速邏輯門陣列器件；所述高速邏輯門陣列器件能夠根據接收到的行時間設置指令進行線性插值得到行時間控制信號，并能夠將行時間控制信號發送至光電探測器；所述光電探測器能夠根據接收的行時間控制信號進行時間調整。

一種推掃光學遙感相機的實時行時間調整裝置的調整方法，包括如下步驟：

步驟一、高速邏輯門陣列器件根據數據通信總線發送的t_i時刻的行時間T_i和行時間T_i的增量Δ_i進行線性插值，得到行時間控制信號，進行步驟二；

步驟二、高速邏輯門陣列器件向光電探測器輸出行時間控制信號T_ij＝T_i+j×Δ_i，進行步驟三；其中，設初始的j值為0；