[發(fā)明專利]一種支持異速像移補(bǔ)償功能的航空偵察相機(jī)電子系統(tǒng)及異速像移補(bǔ)償方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210679643.8
• 申請日: 2022-06-16
• 公開（公告）號: CN115065765A
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 任航
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
• 主分類號: H04N5/217
• 分類號: H04N5/217;H04N5/232;H04N5/235;H04N5/225;H04N19/42
• 代理公司: 深圳市科進(jìn)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44316
• 代理人: 孟潔

本發(fā)明提供了一種支持異速像移補(bǔ)償功能的航空偵察相機(jī)電子系統(tǒng)及異速像移補(bǔ)償方法。本發(fā)明的支持異速像移補(bǔ)償功能的航空偵察相機(jī)電子系統(tǒng)，包括異速像移慣導(dǎo)模塊、異速像移參數(shù)計算模塊、異速像移控制分組模塊、相機(jī)控制模塊、異速像移頻率控制模塊以及組合TDICCD模塊，其利用TDICCD模塊進(jìn)行電荷轉(zhuǎn)移進(jìn)行異速像移補(bǔ)償，可通在不額外增加系統(tǒng)硬件設(shè)備前提下實現(xiàn)異速像移補(bǔ)償，可降低成像系統(tǒng)質(zhì)量、體積、功耗、成本。本發(fā)明的異速像移補(bǔ)償方法既保證了光學(xué)系統(tǒng)像面成像信噪比的要求，也同時降低由分片分組過多引起的電子線路和控制系統(tǒng)復(fù)雜的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航天航空技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種支持異速像移補(bǔ)償功能的航空偵察相機(jī)電子系統(tǒng)及異速像移補(bǔ)償方法。

背景技術(shù)

在偵察過程中,偵察機(jī)為躲避雷達(dá)的監(jiān)視,常需要做高速低空(高速高比)飛行,這時航空成像不可避免地會出現(xiàn)像移模糊。像移模糊的形成與載機(jī)的飛行姿態(tài)緊密相關(guān),載機(jī)的飛行速度、高度、翻滾角度、偏航角度、俯仰角度等參數(shù)的不同均會產(chǎn)生不同的像移形態(tài)。其中當(dāng)載機(jī)側(cè)身飛行或鏡頭向側(cè)方俯仰成像的時候,載機(jī)上的航空相機(jī)會處于一種斜視工作狀態(tài)。這時成像靶面上不同位置會有不同速度的像移產(chǎn)生,生成復(fù)雜的運動模糊圖像。

在航空相機(jī)上所使用的像移補(bǔ)償技術(shù)國內(nèi)外常見的有機(jī)械像移補(bǔ)償、光學(xué)像移補(bǔ)償、圖像算法像移補(bǔ)償。機(jī)械像移補(bǔ)償是在相機(jī)曝光時利用機(jī)械結(jié)構(gòu)對感光介質(zhì)進(jìn)行相應(yīng)移動，使得像移量盡可能得到補(bǔ)償?shù)姆椒āC(jī)械像移補(bǔ)償系統(tǒng)對結(jié)構(gòu)精度、可靠性、穩(wěn)定性的要求非常高，它要求感光介質(zhì)的運動矢量與光學(xué)影像運動矢量的大小、方向一致。該補(bǔ)償技術(shù)適用于飛行器橫滾、俯仰和相機(jī)掃描而引起的像移。機(jī)械補(bǔ)償法的優(yōu)點是成像靶面上各點的補(bǔ)償速度一樣且沒有額外附加光學(xué)系統(tǒng)，但它對機(jī)械結(jié)構(gòu)的運行及制作的精度要求高、需要大功率傳動裝置，并且機(jī)械補(bǔ)償法由于受自身機(jī)構(gòu)的限制，很難對所有的像移情況均做出有效補(bǔ)償，同時機(jī)械補(bǔ)償系統(tǒng)會大幅增加航空相機(jī)的重量及體積，所以機(jī)械補(bǔ)償漸漸會被新的像移補(bǔ)償方法所取代。光學(xué)像移補(bǔ)償?shù)脑硎前凑张c相機(jī)像平面上像移矢量一致的原則旋轉(zhuǎn)或移動光學(xué)元件以使得光線在像平面上形成相反的像移矢量來抑制像移模糊。最常用的光學(xué)像移補(bǔ)償方法是掃描反射鏡的方法。光學(xué)像移補(bǔ)償?shù)墓鈱W(xué)器件體積小、重量輕且容易控制，除補(bǔ)償前向像移外還能補(bǔ)償由載機(jī)俯仰和偏航所引起的像移。該技術(shù)主要應(yīng)用在畫幅式、全景式相機(jī)上。圖像算法像移補(bǔ)償是用圖像算法對已有的像移模糊圖像進(jìn)行后期恢復(fù)處理的方法，通常是對圖像進(jìn)行事后分析和復(fù)原。圖像算法像移補(bǔ)償?shù)睦碚摶A(chǔ)是假設(shè)模糊圖像可以由清晰圖像與點擴(kuò)散函數(shù)(PSF)卷積而得，通過對模糊圖像進(jìn)行逆卷積處理可求得清晰圖像。根據(jù)這個原理對退化圖像進(jìn)行圖像復(fù)原處理，實現(xiàn)像移補(bǔ)償。機(jī)械像移補(bǔ)償技術(shù)和光學(xué)像移補(bǔ)償技術(shù)的設(shè)備體積大，重量重，價格昂貴，非常不利于裝備的輕便化，補(bǔ)償精度比較受限制，后兩種像移補(bǔ)償技術(shù)的設(shè)備體積小，重量輕，是今后像移補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展趨勢。

目前的航空偵察相機(jī)均未集成異速像移補(bǔ)償功能，嚴(yán)重制約了我國的航空相機(jī)研制水平的發(fā)展，且目前的航空偵察相機(jī)存在體積、質(zhì)量大的問題。

基于目前航空偵察相機(jī)存在體積、質(zhì)量大、不具備異速像移補(bǔ)償功能的問題，有必要對其進(jìn)一步改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，本發(fā)明提出了一種支持異速像移補(bǔ)償功能的航空偵察相機(jī)電子系統(tǒng)及異速像移補(bǔ)償方法，以解決或部分解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

第一方面，本發(fā)明提供了一種支持異速像移補(bǔ)償功能的航空偵察相機(jī)電子系統(tǒng)，包括：

異速像移慣導(dǎo)模塊，異速像移參數(shù)計算模塊、異速像移控制分組模塊、相機(jī)控制模塊、異速像移頻率控制模塊以及組合TDICCD模塊；

其中，所述異速像移慣導(dǎo)模塊與所述異速像移參數(shù)計算模塊電連接，所述異速像移慣導(dǎo)模塊用于采集航空相機(jī)、飛機(jī)及探測器參數(shù)；

所述異速像移參數(shù)計算模塊用于根據(jù)航空相機(jī)、飛機(jī)及探測器參數(shù)計算異速像移補(bǔ)償所需參數(shù)；