TDI CCD相机系统设计

TDI CCD相机成像单元仿真测试仪的设计
刘亚侠;武海巍;郝志航
【期刊名称】《光学精密工程》
【年(卷),期】2004(012)0z1
【摘要】在航天遥感TDI CCD相机研制的过程中,为了给相机传递控制参数研制了航天遥感相机成像仿真测试仪.采用单片机和液晶显示模块,系统可以根据不同任务需要设置参数,查询参数,发送参数,通过液晶屏实时显示输入的数值,通过串口传入TDI CCD相机.TDI CCD相机成像单元仿真测试仪可以灵活、快捷、可靠地改变相机的行周期、增益、级数、偏置.采用内部控制方式,即不需要其他控制器(包括计算机),直接通过此控制器前面板的键盘输入控制指令,该控制方式简单、快捷,非常适合于野外、或不具备与计算机联系的应用场合.
【总页数】4页(P176-179)
【作者】刘亚侠;武海巍;郝志航
【作者单位】中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,吉林,长春,130033;长春工业大学,吉林,长春,130012;中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,吉林,长春,130033
【正文语种】中文
【中图分类】V447.3
【相关文献】
1.星载TDI CCD 相机成像仿真系统的实现 [J], 张刘;孙秋香;金光
2.星载TDI CCD动态成像全物理仿真系统设计 [J], 张刘;孙志远;金光
3.TDI-CCD相机成像电路设计 [J], 曲洪丰;王晓东;吕宝林;孙慧
4.航天TDI CCD双线阵相机动态成像光线几何建模 [J], 杨飞;曲宏松;金光;谢金华;邱振戈
5.偏流角误差对TDI CCD相机成像的影响与仿真 [J], 杨秀彬;贺小军;张刘;徐开;金光
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第18卷 第3期2010年3月光学精密工程Optics and P recision EngineeringVo l.18 N o.3 M ar.2010收稿日期:2009-06-08;修订日期:2009-08-31.基金项目:国家863高技术研究发展计划基金资助项目(N o.863-2-5-1-13B)文章编号 1004-924X(2010)03-0623-07空间TDICCD 相机动态成像地面检测系统的设计郑耿峰1,2,张 柯1,韩双丽1,金龙旭1,梁 伟3(1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;2.中国科学院研究生院,北京100039;3.空军航空大学,吉林长春130022)摘要:设计了一种空间T DICCD(时间延迟积分电荷耦合器件)相机动态成像地面检测系统,用于模拟相对空间飞行器的地面像移,验证T DICCD 相机的像速匹配能力和动态成像质量。

系统采用精密转台和偏流转台模拟卫星绕地球运动和卫星受地球自转影响而在不同纬度产生不同的偏流运动。

精密转台用永磁力矩电机驱动,用锁相锁频伺服控制策略控制稳速精度达到0.0297%。

偏流转台用步进电机控制,偏流角的平均转角速率约为0.02 /s,偏流角位置的数据引导跟踪精度优于 5 。

设计的检测系统的精度满足T DICCD 相机动态成像检测的指标要求,已在某型号空间可见光相机的研制中获得了应用。

关 键 词:T D ICCD 相机;动态目标;像速匹配;检测系统;锁相控制中图分类号:V 557.4 文献标识码:ADesign of test system for motion images of space TDICCD camerasZH ENG Geng -feng1,2,ZH ANG Ke 1,H AN Shuang -li 1,JIN Lo ng -x u 1,LIANG Wei3(1.Chang chun I nstitute of Op tics ,Fine Mechanics and P hy sics ,Chinese A cademy of Sciences,Chang chun 130033,China;2.Graduate Univ ersity of Chinese Academ y of Sciences ,Beij ing 100039,China;3.A ir F or ce A viation Univer sity ,Changchun 130022,China)Abstract:A test sy stem for dynam ical images o f T ime Delay and Integration Charge Coupled Device (TDICCD)cam er as in space w as designed to simulate the g round image motion related to the space aero craft and to validate the capability of im ag e speed matching and the quality of dynam ical im ag ing of TDICCD cam eras.T he desig n ado pted a precision table and a drift table to simulate the aerocr aft motion around the earth and its dr ift motion in differ ent latitudes caused by the ear th ro tation.Theprecision table drived by a per manent mag net tor gue mo tor w as controlled by a phase lo cked loop serve -contr ol strateg y and its steady speed er ror reaches 0.0297%.T he drift table w as drived by a stepping mo to r and its average r otation speed is 0.02( )/s and tr ace pr ecision of draft angle is better than 5 .T he exper im ental results show that the pr ecision of designed sy stem meets the test require -m ent for the dynamical im ages of TDICCD cameras,and has been applied to the development of a cer -tain space v isible lig ht camera.Key words:T ime Delay and Integration CCD(T DICCD)cam er a;dy nam ic object;motion image m atc-hing;test sy stem;phase lo cked control1 引 言卫星的运动有绕地球转动产生的地物相对运动,而地物运动又受到地球自转影响,对地球不同纬度具有不同的偏流方向,因此,存在一个空间光学TDICCD相机对相对运动的地物的成像问题。

关于遥感卫星TDICCD相机动态范围设计的思考遥感卫星TDICCD相机动态范围设计的思考随着科学技术的发展，遥感技术在军事、民用、资源环境、地理信息等诸多领域得到了广泛的应用。

作为遥感技术的核心组成部分之一，TDICCD相机在遥感卫星中起着至关重要的作用。

在TDICCD相机设计中，动态范围的设置是至关重要的一环。

本文将对遥感卫星TDICCD相机动态范围设计进行初步探索。

动态范围概念动态范围是相机成像质量的重要指标之一。

在光学成像中，动态范围是指系统的输出动态范围和输入动态范围的比值。

该值反映了光电转换效率，即相机的信噪比。

动态范围的设计为了满足遥感卫星的实际应用需求，TDICCD相机的设计需要充分考虑到动态范围。

在实际应用中，遥感卫星要求在拍摄大气光线强烈变化的情况下，对地物进行高分辨率成像，同时保证图像的信噪比。

因此，在设计TDICCD相机的动态范围时，需要综合考虑多种因素，包括成像系统的性能、输入信号的幅度和数量、光电转换器件的特性等等。

具体来说，遥感卫星TDICCD相机的动态范围需要保证以下几个方面：1. 适当的输入信号幅度范围。

输入信号的幅度越大，相机的动态范围就越大。

因此，相机的设计需要尽量扩大输入信号幅度范围，以满足实际应用需求。

2. 适当的电荷传输速度。

在元器件上，要求相机在传感器输出的信号下降到1/2时，仍能够进行清晰成像，这就需要相机具备足够快的电荷传输速度来保证图像清晰。

3. 适当的放大倍数。

相机的设计要考虑光电转换器件的特性，以确定合理的放大倍数。

合理的放大倍数能够最大限度地利用传感器的输入信号，从而实现更高的成像分辨率和更佳的信噪比。

4. 适当的系统噪声。

系统噪声是相机设计中不可避免的因素之一。

因此，相机的设计需要尽量减小系统噪声，从而保证图像的清晰度。

总结综上所述，遥感卫星TDICCD相机的动态范围设计是相机设计中的重要因素之一。

在设计中需要考虑多种因素，包括输入信号幅度范围、电荷传输速度、放大倍数、系统噪声等等。