[發明專利]一種航空異速像移補償電路、系統及方法

在審

• 申請號: 202210323453.2
• 申請日: 2022-03-30
• 公開（公告）號: CN114785972A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 任航
• 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: H04N5/351
• 分類號: H04N5/351;H04N5/353;H04N5/372;H04N5/217
• 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: 孟潔

1.一種航空異速像移補償電路，其特征在于，包括參數采集、接收模塊，探測器分組控制模塊，快門控制模塊，主時序產生模塊，異速像移補償參數計算模塊，異速像移補償時序產生模塊，水平時序產生模塊，垂直時序產生模塊；

所述參數采集、接收模塊，用于采集、接收航空總線傳輸的航空相機任務參數；

所述探測器分組控制模塊，用于控制面陣探測器進行分組驅動，每組產生同樣的脈沖，控制每組電荷產生同樣的速度；

所述快門控制模塊，用于控制快門時間、快門寬度以及快門速度；

所述主時序控制模塊，用于產生面陣CCD探測器工作所需的各種時序脈沖，并為前端信號處理電路提供圖像幀、行同步信號；

所述異速像移補償參數計算模塊，用于計算異速像移補償參數；

所述異速像移補償時序產生模塊，用于產生異速像移補償工作所需的時序脈沖；

所述水平時序產生模塊，用于產生水平驅動電路所需時序脈沖；

所述垂直時序產生模塊，用于產生垂直驅動電路所需脈沖；

所述參數采集、接收模塊連接所述主時序產生模塊、所述水平時序產生模塊、所述垂直時序產生模塊及所述異速像移補償參數計算模塊，

所述異速像移補償參數計算模塊連接所述快門控制模塊、所述探測器分組控制模塊及所述異速像移補償時序產生模塊。

2.一種航空異速像移補償系統，其特征在于，包括航空總線、面陣CCD探測器、快門、鏡頭、水平驅動電路、垂直驅動電路、直流偏置電路、前端信號處理電路、接口電路、圖像采集模塊、計算機，還包括權利要求1所述的異速像移補償電路；

所述航空總線連接所述異速像移補償電路，所述異速像移補償電路分別連接所述面陣CCD探測器、所述水平驅動電路及所述垂直驅動電路；

所述水平驅動電路、所述垂直驅動電路均連接所述面陣CCD探測器；

所述垂直驅動電路還連接所述直流偏置電路，所述直流偏置電路、所述面陣CCD探測器均連接所述前端信號處理電路；

所述前端信號處理電路連接所述接口電路，所述接口電路連接所述圖像采集模塊，所述圖像采集模塊連接所述計算機，所述鏡頭連接所述快門，所述快門連接所述面陣CCD探測器。

3.根據權利要求2所述的航空異速像移補償系統，其特征在于，所述航空相機任務參數包括飛行的高度、相機焦距和飛行速度、陣列大小、像素大小、工作模式。

4.根據權利要求3所述的航空異速像移補償系統，其特征在于，所述異速像移補償參數包括曝光時間、陣列大小、快門速度、快門寬度、分塊數、每列的電荷速率、行頻。

5.根據權利要求2所述的航空異速像移補償系統，其特征在于，所述圖像采集模塊包括圖像采集卡和圖像采集軟件，所述圖像采集卡與所述接口電路及所述計算機連接，所述圖像采集軟件利用所述計算機和開發工具進行開發。

6.根據權利要求5所述的航空異速像移補償系統，其特征在于，所述異速像移補償電路為FPGA開發、模塊化設計，所述采集卡為Cameralink采集卡，所述圖像采集軟件利用VS2010開發，所述航空電子總線為Can總線，所述前端信號處理電路利用專門芯片開發，所述主時序發生模塊、所述垂直時序發生墨水、所述水平時序發生模塊利用專門芯片開發；所述接口電路、所述直流偏置電路利用電路板開發。

7.一種航空異速像移補償方法，其特征在于，應用于權利要求2-6任一項所述的航空異速像移補償系統，包括：

所述參數采集、接收模塊接收航空總線傳輸的航空相機任務參數，包括飛行的高度、相機焦距和飛行速度、陣列大小、像素大小、工作模式；

所述異速像移補償參數計算模塊計算異速像移補償參數，包括曝光時間、陣列大小、快門速度、快門寬度，分塊數，每列的電荷速率，行頻；將曝光時間、快門速度、快門寬度傳遞給快門控制模塊，快門控制模塊控制快門控制速動、曝光時間及寬度；將分塊數，陣列大小傳遞給探測器分組控制模塊，控制探測器進行分組，控制每組的大小；將每列的電荷速率及行頻參數傳遞給異速像移時序產生模塊，產生異速所需時序驅動；主時序控制模塊，用于產生面陣CCD探測器工作所需的各種時序脈沖，還為前端信號處理電路提供圖像幀、行同步信號；水平時序產生模塊，用于產生水平驅動電路所需時序脈沖；垂直時序產生模塊，用于產生垂直驅動電路所需脈沖；

所述水平驅動電路將水平轉移時序放大為滿足所述面陣CCD探測器工作要求的驅動電平信號；所述垂直驅動電路將垂直轉移時序放大為具有足夠電壓和電流驅動能力的驅動電平信號，并產生所述面陣CCD探測器所需的主要直流偏置電壓；

所述直流偏置電路對所述垂直驅動電路產生的主要直流偏置電壓進行分壓，產生所述面陣CCD探測器所需的其它直流偏置電壓；所述前端信號處理電路將所述面陣CCD探測器輸出的模擬信號進行相關雙采樣、可控增益放大、暗電平箝位補償和模數轉換；所述接口電路將模數轉換所產生的數字圖像信號從相機輸出，并提供與上位機進行通信的接口；所述圖像采集模塊對采集的數字圖像信號進行處理，輸出，并由所述計算機負責顯示補償后的圖像。