摆扫式面阵CCD航空相机的像旋转分析 被引量：5

1

作者 郑飞 丁亚林 +2 位作者 吴雪峰 许永森 李娜 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2009年第5期897-900,共4页

航空相机在进行拍照时,通常采用45°扫描反射镜绕光轴摆扫或步进,进行多行迹摆扫式拍照,以增大对地面景物的观测范围,但当扫描镜绕光轴旋转对物体进行观测时,物体反射像也将绕轴进行旋转,目标相对探测器(CCD)产生了像旋转。通过运... 航空相机在进行拍照时,通常采用45°扫描反射镜绕光轴摆扫或步进,进行多行迹摆扫式拍照,以增大对地面景物的观测范围,但当扫描镜绕光轴旋转对物体进行观测时,物体反射像也将绕轴进行旋转,目标相对探测器(CCD)产生了像旋转。通过运用光线矢量与光轴旋转变换的方法,建立了相机的数学模型。根据该模型,针对扫描反射镜旋转所产生的像旋转,利用光学矩阵建立了扫描镜转角与像旋转角之间的关系,对比各种消除像旋方法的优缺点,提出了采用扫描镜与像面旋转机构同步旋转结合的方法实现消除像旋,为工程设计提供了必要参考。 展开更多

关键词 45°扫描反射镜 像旋 航空相机

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摆扫式航空遥感器像旋补偿方法 被引量：7

2

作者 张继超 周九飞 张雷 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第9期2396-2400,共5页

针对航空遥感器前端扫描反射镜旋转带来的像旋,提出了一种焦平面与扫描反射镜同步旋转的消旋方法。利用矢量法对像旋的方向进行了详细计算,得出消旋方向与扫描反射镜旋转方向相反的关系,提出了一种双轴系齿轮联动、双电机伺服控制的消... 针对航空遥感器前端扫描反射镜旋转带来的像旋,提出了一种焦平面与扫描反射镜同步旋转的消旋方法。利用矢量法对像旋的方向进行了详细计算,得出消旋方向与扫描反射镜旋转方向相反的关系,提出了一种双轴系齿轮联动、双电机伺服控制的消旋方法,该方法精度高、像旋残留少,并对轴系的回转精度、齿轮的传动精度、双电机的伺服控制精度进行了检测。检测结果表明:轴系的回转精度为0.8″,齿轮的传动精度达到34″,双电机伺服控制精度优于1′。试验结果表明,用此种方法进行消旋,像旋的残留仅为0.03 mm,经过某项目成像验证,得到的图片便于拼接应用。 展开更多

关键词 像旋 扫描反射镜 矢量法 双电机伺服控制

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一种像旋扫描变焦红外光学系统 被引量：2

3

作者 赵延 李锐钢 +1 位作者 邓显池 邓键 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2013年第8期84-88,94,共6页

基于光学消像旋原理，研究了通过像旋扫描以扩大光学系统视场的途径，并建立了一个设计模型。该模型是一个三次成像的变焦结构，采用了别汉棱镜作为一维扫描器件，为保证不同温度时的成像质量，使用了主动消热差技术。系统采用了480... 基于光学消像旋原理，研究了通过像旋扫描以扩大光学系统视场的途径，并建立了一个设计模型。该模型是一个三次成像的变焦结构，采用了别汉棱镜作为一维扫描器件，为保证不同温度时的成像质量，使用了主动消热差技术。系统采用了480×6的线阵长波红外（7．7～10．3μm）探测器，F数为2．6，线阵长度为12．29mm，通过像旋扫描获得了半径为探测器线阵长度的圆形总视场，并采用倾斜和偏心探测器的方法实现了冷光阑匹配，其视场为4．4°／17．6°，对应焦距为320／80mm。系统除别汉棱镜外采用了九片透镜，其中3个非球面。系统在全视场范围内具有接近衍射限的像质。 展开更多

关键词 光学设计 别汉棱镜 像旋 红外变焦系统 无热化

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像旋扫描在红外成像系统中的应用研究 被引量：3

4

作者 邓键 李锐钢 郑昌盛 《红外》 CAS 2011年第9期5-9,共5页

分析了采用像旋扫描原理扩大视场的途径,并建立了一个二次成像结构的设计模型。采用别汉棱镜作为像方一维扫描器件,并通过偏置致冷型中波红外探测器,实现了光学系统出瞳与冷光阑的完全匹配。此外,采用光学被动消热差以保证不同温度下的... 分析了采用像旋扫描原理扩大视场的途径,并建立了一个二次成像结构的设计模型。采用别汉棱镜作为像方一维扫描器件,并通过偏置致冷型中波红外探测器,实现了光学系统出瞳与冷光阑的完全匹配。此外,采用光学被动消热差以保证不同温度下的像质。该模型的相对孔径为1:3,波长为3.7～4.8μm,焦距为34mm,视场为±20°。通过采用8片透镜(2个非球面),在全视场范围内获得了接近衍射限的像质。 展开更多

关键词 光学设计 像旋 像方扫描 别汉棱镜 无热化

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反射式探测系统中数字消像旋的简易方法 被引量：2

5

作者 杨锐 万敏 +4 位作者 李正东 葛成良 路大举 李世平 邹凯 《光电技术应用》 2009年第4期13-15,共3页

当探测器置于旋转平台下方时,由于平台的旋转,在探测器像面上接收到的像将按一定规律作旋转运动.根据系统基本结构,分析了成像系统的光学传输成像模型,提出了数字消像旋的简易方法,对图像处理系统的实际输出结果进行处理,而不需要采用... 当探测器置于旋转平台下方时,由于平台的旋转,在探测器像面上接收到的像将按一定规律作旋转运动.根据系统基本结构,分析了成像系统的光学传输成像模型,提出了数字消像旋的简易方法,对图像处理系统的实际输出结果进行处理,而不需要采用光学消像旋和电子图像消像旋等方法,提高了系统探测处理的实时性,降低了系统设计的难度,具有较强的实用性. 展开更多

关键词 像旋 小目标 脱靶量

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大视场空间相机像旋补偿机构及其优化设计 被引量：2

6

作者 刘树迪 田海英 邵建兵 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第7期243-254,共12页

在对空间碎片进行分析研究中,大视场的天基目标探测载荷成为提高探测效率的有效方式,在实际成像过程中,由于曝光时间长,加上卫星自身在轨姿态的运动、二维转台的转动等因素,会导致空间相机在图像上产生像旋。通过齐次坐标变换法对像旋... 在对空间碎片进行分析研究中,大视场的天基目标探测载荷成为提高探测效率的有效方式,在实际成像过程中,由于曝光时间长,加上卫星自身在轨姿态的运动、二维转台的转动等因素,会导致空间相机在图像上产生像旋。通过齐次坐标变换法对像旋进行分析,得出相机存在±2′的像旋,并利用柔性单元和压电驱动器设计了一种新型无摩擦、无磨损、免润滑的像旋补偿机构,带动空间相机反方向的旋转对像旋进行补偿。然后对柔性单元应力和系统固有频率进行优化设计,推导柔度公式和精度公式,并对结果进行有限元仿真分析。结果表明:仿真结果与理论计算模型的最大相对误差均小于5%,该机构能够实现大视场空间相机的像旋补偿,并且具有较高的精度。 展开更多

关键词 大视场空间相机 像旋补偿 柔度矩阵 固有频率

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高频像旋光学目标模拟装置结构设计 被引量：3

7

作者 杨雪 何煦 +1 位作者 张晓辉 李成浩 《长春理工大学学报（自然科学版）》 2018年第3期10-15,共6页

像旋补偿精度是影响大口径天文望远镜成像质量的关键因素,其受制于检测装置,难以在地面全物理仿真状态下进行定量测试。模拟装置既要满足高频响应特性还要具有较高的晃动精度,因此,设计难度较大。提出了一种将压电陶瓷与定心密珠回转轴... 像旋补偿精度是影响大口径天文望远镜成像质量的关键因素,其受制于检测装置,难以在地面全物理仿真状态下进行定量测试。模拟装置既要满足高频响应特性还要具有较高的晃动精度,因此,设计难度较大。提出了一种将压电陶瓷与定心密珠回转轴系相结合的柔性铰链弹片对称布置的设计方案。密珠轴系主轴采用"T"形设计来缩小轴系整体的空间尺寸;对称布置柔性铰链弹片的方式可实现预紧和消间隙,同时降低摩擦力矩引起的运动迟滞等现象。用有限元法对结构在极端工况下的静力学和动力学进行校核,仿真结果表明:结构最大应力为121.1MPa,满足强度要求;一阶频率为42Hz,高于整机频率。 展开更多

关键词 像旋目标模拟 密珠轴系 压电陶瓷 摩擦力矩

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四反射镜结构极坐标红外惯性稳像平台像旋研究（英文） 被引量：3

8

作者 邱兆文 宋利权 张炳通 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第12期190-195,共6页

针对极坐标式直接稳像平台结构和间接稳像平台的四反射镜成像光路结构,推导其两框架运动所引起的像旋角度。结果表明俯仰框和滚转框的运动均会引起像旋。四反射镜间接稳像结构像旋随着离轴角增大,滚转框运动所引起的像旋角度也逐渐增加... 针对极坐标式直接稳像平台结构和间接稳像平台的四反射镜成像光路结构,推导其两框架运动所引起的像旋角度。结果表明俯仰框和滚转框的运动均会引起像旋。四反射镜间接稳像结构像旋随着离轴角增大,滚转框运动所引起的像旋角度也逐渐增加,在小离轴角时,滚转所引起的像旋也较小。直接稳像结构像旋角度与滚转框架角的正切值成正比,与俯仰框架角的余弦值成反比。仿真结果表明,四反射镜结构像旋比直接稳像结构的要小,对成像质量影响小。 展开更多

关键词 极坐标惯性稳像平台 像旋 四反射镜 直接稳像平台 间接稳像平台

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像旋条件下TDI阵列对点目标响应的计算

9

作者 关琦 和涛 伊成俊 《航天返回与遥感》 北大核心 2016年第3期55-64,共10页

对用于大范围搜索点目标的红外扫描相机,采用二维指向镜会引起像旋,若不采取消像旋措施,会使得点目标响应产生畸变。文章阐述了像旋产生的原因,给出了考虑像旋的TDI探测器采样过程的计算方法,并定义了偏移量函数,以衡量像旋对点目标采... 对用于大范围搜索点目标的红外扫描相机,采用二维指向镜会引起像旋,若不采取消像旋措施,会使得点目标响应产生畸变。文章阐述了像旋产生的原因,给出了考虑像旋的TDI探测器采样过程的计算方法,并定义了偏移量函数,以衡量像旋对点目标采样的影响程度。通过仿真计算,得到在不同像旋角条件下TDI阵列对点目标采样值偏移量的统计数据。考虑到加入消像旋措施的高成本,提出改变探测器像元尺寸以改善像旋条件下点目标响应情况的新方法,仿真计算结果表明该方法可起到类似于加入消像旋措施的效果。最后,简要分析了探测器像元尺寸的变化对探测率的影响。 展开更多

关键词 二维指向镜 探测器阵列 像旋 点目标 偏移量 探测率 空间遥感

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应用于多元探测器遥感仪的45°二维扫描镜像旋分析 被引量：9

10

作者 惠彬 裴云天 《红外技术》 CSCD 北大核心 2004年第3期45-48,52,共5页

航天遥感仪器中,为扩大观测范围通常采用45°反射镜扫描方案。当扫描反射镜绕轴旋转对物进行扫描时,随着反射镜的转角不同,物体反射像也将绕观测轴进行旋转。在采用多元探测器的遥感仪器中,焦平面上所成的像不允许产生像旋,否则会... 航天遥感仪器中,为扩大观测范围通常采用45°反射镜扫描方案。当扫描反射镜绕轴旋转对物进行扫描时,随着反射镜的转角不同,物体反射像也将绕观测轴进行旋转。在采用多元探测器的遥感仪器中,焦平面上所成的像不允许产生像旋,否则会使各个像元所对应的视场无法配准。因此研究相应的像消旋方法,消除45°反射镜带来的像旋转,使其在采用多元探测器的遥感仪器中更好的发挥作用,已是一个十分迫切的问题。对扫描反射镜转动时,多元探测器不同像元的像旋进行分析,为像消旋提供一种方法。 展开更多

关键词 扫描反射镜 像旋 多元探测器 空间遥感技术 光学消旋

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45°旋转扫描镜多元并扫的图像畸变及软件校正 被引量：7

11

作者 刘素美 马红章 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第4期526-529,共4页

在45°镜扫描轨迹的基础上,对海洋一号卫星水色扫描仪上各波段的扫描特征进行了分析。阐述了45°镜扫描图像的主要畸变特征,并初步试验了通过软件校正像旋畸变的方案。

关键词 多元并扫 像旋 图像畸变

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红外搜索跟踪系统中消旋棱镜的设计与调试 被引量：2

12

作者 李荣刚 刘琳 张兴德 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期632-634,共3页

利用扫描反射镜扩大搜索范围是红外搜索跟踪系统中普遍采用的方式,扫描反射镜旋转产生的像旋可以由消旋棱镜进行消除。为得到符合实际工程需要的消旋棱镜,分析了棱镜影响系统的主要因素,并在此基础上,获得棱镜参数。为保证棱镜在系统中... 利用扫描反射镜扩大搜索范围是红外搜索跟踪系统中普遍采用的方式,扫描反射镜旋转产生的像旋可以由消旋棱镜进行消除。为得到符合实际工程需要的消旋棱镜,分析了棱镜影响系统的主要因素,并在此基础上,获得棱镜参数。为保证棱镜在系统中的正常工作,在分析棱镜装调误差的前提下,进行棱镜组件的调试。结果表明,棱镜设计与调试满足系统使用要求。 展开更多

关键词 红外搜索跟踪系统 像旋 棱镜 光学装调

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45°旋转扫描镜多元并扫的红外图像校正建模与仿真研究

13

作者 马文佳 汪少林 +1 位作者 于淼 柴金广 《红外》 CAS 2015年第2期25-29,共5页

对某遥感卫星红外扫描成像仪45°旋转扫描镜多元并扫成像中产生的图像像旋现象进行了分析,构建了图像校正模型。阐述了像旋产生的机理及图像校正方法。通过对遥感图像的仿真分析,初步验证了地面软件消像旋方案的正确性与可行性。

关键词 红外扫描成像仪 45°旋转扫描镜 多元并扫 像旋 图像校正

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静轨图像消旋算法及其验证方法 被引量：5

14

作者 王梅竹 黄小仙 冯旗 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期82-89,共8页

我国正处于海洋高频观测的发展阶段,作为海洋观测的一个重要途径,静止轨道海洋成像辐射计的发展具有重要的战略意义。本文分析了静止轨道二维指向面阵成像光学系统所引入的像旋误差,提出了针对面阵误差的图像消旋算法,并且给出了消旋算... 我国正处于海洋高频观测的发展阶段,作为海洋观测的一个重要途径,静止轨道海洋成像辐射计的发展具有重要的战略意义。本文分析了静止轨道二维指向面阵成像光学系统所引入的像旋误差,提出了针对面阵误差的图像消旋算法,并且给出了消旋算法有效性的验证方法。经验证,本文提出的消旋算法,消除了39%像面旋转的影响,可以大大提高二维指向成像的地理定位精度,提升遥感仪器的准确度,因此本工作为二维指向面阵成像系统后续图像处理奠定了基础。 展开更多

关键词 静止轨道 像旋 二维指向镜 消旋验证 几何定位

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星载TDICCD相机方位扫描像移模型研究 被引量：9

15

作者 张树青 张媛 +1 位作者 周程灏 王治乐 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第6期1823-1829,共7页

在应用坐标系变换方法实现星载TDICDD相机星下点扫描像移模型的基础上,将45°旋转扫描反射镜(以下简称45°镜)用于TDICCD相机成像以扩大扫描视场。首先深入分析了45°镜的成像特性及K镜消像旋的原理,并利用Matlab对K镜消像... 在应用坐标系变换方法实现星载TDICDD相机星下点扫描像移模型的基础上,将45°旋转扫描反射镜(以下简称45°镜)用于TDICCD相机成像以扩大扫描视场。首先深入分析了45°镜的成像特性及K镜消像旋的原理,并利用Matlab对K镜消像旋效果进行仿真,验证了加入K镜的合理性。然后利用45°镜及K镜对光矢量的转换矩阵,建立了TDICCD相机方位扫描时的像移模型,为后续像移分析提供理论依据。 展开更多

关键词 TDICCD 像旋 方位扫描 像移

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二维扫描镜扫描特性理论分析 被引量：10

16

作者 惠彬 裴云天 王淦泉 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第5期810-813,共4页

在航天遥感仪器中,为了缩小二维指向镜的大小可将45°镜偏转一定角度,如60°镜。在光学反射矢量理论基础上,对不同角度指向镜的摆动范围、像旋特性进行分析比较。从扫描特性角度分析了倾斜扫描镜使其减小尺寸的可行性。

关键词 遥感 二维指向镜 45°镜 60°镜 像旋角 扫描轨迹

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配准差分在深空小目标检测中的应用 被引量：2

17

作者 魏敏 文武 +1 位作者 周进 何嘉 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2015年第11期76-82,共7页

针对密集星背景的地基大视场、高分辨率光电望远镜获取的图像,提出了一种改进差分的目标检测方法。该方法首先利用编码器信息和望远镜的硬件参数计算帧间差分的配准量并进行差分,差分时将上一帧图像进行膨胀,减少因大气扰动和配准量取... 针对密集星背景的地基大视场、高分辨率光电望远镜获取的图像,提出了一种改进差分的目标检测方法。该方法首先利用编码器信息和望远镜的硬件参数计算帧间差分的配准量并进行差分,差分时将上一帧图像进行膨胀,减少因大气扰动和配准量取整造成的配准误差,尽可能多的抑制背景星边缘,接着将差分后的图像进行分割、目标聚类和标记,从而得到候选目标,然后利用候选目标的位置信息初步去除残留的背景星边缘,最后再利用配准量信息去除双星。经过这一系列的预处理,该方法能高效的去除密集的背景星背景。实验结果表明,对于2 k×2 k、背景星密集的图像,通过本算法处理后的候选目标基本控制在20个以内。 展开更多

关键词 配准量 像旋 膨胀 二值滤波 星空背景

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二维指向镜的成像特性分析 被引量：8

18

作者 李淑英 周世椿 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期17-22,共6页

目标搜索和跟踪一体化的光电探测系统常采用二维指向镜与面阵凝视成像探测相结合的技术方案。本文在光学矢量反射理论的基础上,对二维指向镜的成像特性进行了分析,给出了扫描轨迹的计算,指向镜摆动角度与视线角之间的关系。当指向镜绕... 目标搜索和跟踪一体化的光电探测系统常采用二维指向镜与面阵凝视成像探测相结合的技术方案。本文在光学矢量反射理论的基础上,对二维指向镜的成像特性进行了分析,给出了扫描轨迹的计算,指向镜摆动角度与视线角之间的关系。当指向镜绕两轴转动时,物体反射像也随着指向镜的转动产生像旋,扫描轨迹呈非线性变化。文中讨论了多元探测器像旋角的计算和对跟踪系统的影响,为软件校正像旋和二维控制实现精确跟踪提供理论参考价值。 展开更多

关键词 二维指向镜 像旋 扫描轨迹 多元探测器

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45°扫描镜阵列探测器的排放 被引量：2

19

作者 马红章 刘素美 顾松山 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2005年第3期277-280,共4页

在45°镜多元并扫系统中,波段在焦平面的位置直接影响扫描结果。研究了45°镜多元并扫波段并扫探测器数、波段在焦平面的位置等参数对扫描结果的影响,分析了各参数的变化引起的图像畸变程度,给出了45°扫描镜阵列探测器排... 在45°镜多元并扫系统中,波段在焦平面的位置直接影响扫描结果。研究了45°镜多元并扫波段并扫探测器数、波段在焦平面的位置等参数对扫描结果的影响,分析了各参数的变化引起的图像畸变程度,给出了45°扫描镜阵列探测器排放的要求。 展开更多

关键词 多元并扫 像旋 图像畸变

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二维指向镜系统成像特性研究 被引量：3

20

作者 吴超 张冬冬 刘云猛 《电光与控制》 北大核心 2011年第12期5-8,30,共5页

为了实现对大视场范围的目标进行搜索捕获或者成像,采用了二维指向镜与面阵探测器相结合的技术方案。对二维指向镜系统电机转角耦合特性和成像规律进行研究。首先,从光学反射矢量理论出发对二维指向镜系统建立数学模型,解耦得到扫描电... 为了实现对大视场范围的目标进行搜索捕获或者成像,采用了二维指向镜与面阵探测器相结合的技术方案。对二维指向镜系统电机转角耦合特性和成像规律进行研究。首先,从光学反射矢量理论出发对二维指向镜系统建立数学模型,解耦得到扫描电机转角与视轴指向方位角之间的关系;然后,从数学模型出发可得出电机扫描时目标在像面的扫描轨迹和二维扫描镜系统造成的像旋情况,实验测得扫描轨迹的倾角与计算所得的轨迹倾角误差小于0.1°,像元位置偏差不到0.2个像元;最后,分析了采用二维扫描镜的成像系统消除像旋的算法,为二维指向镜实现精确跟踪和软件校正像旋提供理论依据。 展开更多

关键词 光电搜索跟踪系统 二维指向镜系统 像旋 扫描轨迹

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