专利名称：一种电子稳像装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电子稳像技术领域，具体涉及一种用于机载推扫红外成像系统在飞机滚动方向上的电子稳像装置。
背景技术：
对于光机扫描型红外成像器，当该成像器安装在飞行器上，对地面目标进行光机扫描成像，对垂直于航道的横方向进行线性扫描，飞行器的前进运动就是第二维的扫描，当两维方向上的扫描速度匹配时，就能得到红外图像，如图1所示。由于飞行器飞行时有滚动，光轴在地理坐标系上不能保持稳定，使得每行扫描图像起始点不一致，从而导致图像左右扭曲，严重影响图像质量。为了保证图像质量，必须进行稳像。传统的稳像方式分为机械稳像和电子稳像，机械稳像是采用随动伺服机构进行光轴稳定，缺点是体积和重量太大，成本高，不适用于轻小型化的应用。电子稳像是利用数字技术对每一个像素对应物面的位置进行补偿。传统的电子稳像装置是利用软件来实现，算法比较复杂，必须基于DSP等软件算法平台才能实现，并且都是对帧间或帧内稳像。目前，需要对机载推扫成像方式进行稳像， 传统的机械稳像和电子稳像均不适合，国内外对机载推扫成像的稳像方法或装置尚未公开。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种结构简单且实时性强的电子稳像装置，解决由于飞行器滚动导致红外扫描图像扭曲的现象。实现本实用新型目的的技术方案一种电子稳像装置，包括角度采集单元、数据处理单元、起始点检测单元、延时单元和采样单元，角度采集单元的输出端与数据处理单元输入端连接，数据处理单元的输出端与延时单元的输入端连接，延时单元的输出端与采样单元连接，起始点检测单元的输入端与延时单元的输入端连接；角度采集单元用于实时采集飞行器的滚动角度信号；数据处理单元用于将采集的滚动角度信号转化为时间信息；起始点检测单元用于检测起始点位置信息；延时单元用于根据数据处理单元输出的时间信息和起始点位置信息，实现数据采集的延时控制；采样单元用于对视频信号进行采样。如上所述的一种电子稳像装置，角度采集单元采用加速度计传感器或者陀螺仪。如上所述的一种电子稳像装置，数据处理单元采用可编程逻辑门阵列或复杂可编程逻辑器件。如上所述的一种电子稳像装置，起始点检测单元采用光电开关。本实用新型的效果在于通过数据处理单元将采集的滚动角度信号转化为时间信息T，采样单元在检测到起始点位置后延时时间T之后，再进行视频信号的采样，可以有效实现机载推扫成像在飞行器滚动方向上的实时稳像，装置结构简单，稳像效果明显。
图1为航空用探测器扫描原理图；图2为本实用新型所提供的一种电子稳像装置结构示意图；图3为本实用新型所提供的一种电子稳像装置的稳像原理示意图；图4为本实用新型所提供的一种电子稳像装置的电子稳像信号示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。如图2所示，一种电子稳像装置，包括角度采集单元、数据处理单元、起始点检测单元、延时单元和采样单元，角度采集单元的输出端与数据处理单元输入端连接，数据处理单元的输出端与延时单元的输入端连接，延时单元的输出端与采样单元连接，起始点检测单元的输入端与延时单元的输入端连接。角度采集单元用于实时采集飞行器的滚动角度信号。数据处理单元用于将采集的滚动角度信号转化为时间信息。起始点检测单元用于检测起始点位置信息。延时单元用于根据数据处理单元输出的时间信息和起始点位置信息，实现数据采集的延时控制。采样单元用于对视频信号进行采样。角度采集单元采用加速度计传感器或者陀螺仪。数据处理单元采用可编程逻辑门阵列。起始点检测单元采用光电开关。如图3所示，假设电子稳像滚动角度范围为α °，扫描速度为V° /s，规定沿着扫描方向滚动为正向，逆向扫描方向为负向，本实用新型的具体工作过程如下一、角度采集单元实时采集飞行器的滚动角度，并将该滚动角度数据输入数据处理单元；二、数据处理单元将滚动角度数据转换为所需延时的时间信息；三、每行线性扫描都设置一个固定位置的起始点，该起始点必须位于有效视场之前α °，通过起始点检测单元检测该起始点位置信息；四、扫描某一行图像时，若飞行器没有发生滚动，则检测起始点信号后，延时单元控制实现延迟时间α Λ后，通过采样单元对视频信号进行采样；若飞行器发生滚动士 β ° 时，则延时单元控制实现延迟时间(α-β)/ν或(α+β)/ν后，再通过采样单元对视频信号进行采样；五、输出图像数据。本装置中的数据处理单元、延时单元和采样单元可以通过可编程逻辑门阵列FPGA 实现，具体工作过程如下—、FPGA接收滚动角度数据，并将滚动角度数据换算成采样脉冲次数m ；二、当起始点检测单元检测到起始点位置信息之后，计数器开始计数，计数次数为 m+n，其中η为滚动角度为0°时从起始点扫描到有效扫描区域的时间对应的脉冲次数；三、计数满之后，得到一个行有效的起始信号，此时再次计数，计数次数为有效行扫描像素所对应的脉冲次数。就可以得到每行的行有效信号；四、利用行有效信号，产生模数转换器ADC的采样脉冲，再对视频信号进行采样；五、输出图像数据。[0032]各信号示意图如图4所示。下面以补偿角度范围为士6°为例，对电子稳像进行具体说明。假设系统采样频率为3MHz;视场的扫描速度为72000° /s，系统滚动角度为0°时，每行固定位置起始点到有效扫描区域的角度为6°，即每行起始点延时83. 3 μ s才到有效扫描区，即延迟脉冲数为 250。则当滚动角度为-3°时，则每行起始点到有效扫描区域的角度为9°，延时125 μ s，换算称采样脉冲次数375。同理滚动角度为+3°时，延时41. 7μ s，则延迟脉冲数为125。通过改变延时脉冲次数，保证采样有效图像时刻一致，从而实现滚动方向的电子稳像。该方法通过多次试验验证，稳像效果明显。显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。倘若这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求1.一种电子稳像装置，其特征在于包括角度采集单元、数据处理单元、起始点检测单元、延时单元和采样单元，角度采集单元的输出端与数据处理单元输入端连接，数据处理单元的输出端与延时单元的输入端连接，延时单元的输出端与采样单元连接，起始点检测单元的输入端与延时单元的输入端连接；角度采集单元用于实时采集飞行器的滚动角度信号；数据处理单元用于将采集的滚动角度信号转化为时间信息；起始点检测单元用于检测起始点位置信息；延时单元用于根据数据处理单元输出的时间信息和起始点位置信息，实现数据采集的延时控制；采样单元用于对视频信号进行采样。
2.按照权利要求1所述的一种电子稳像装置，其特征在于所述的角度采集单元采用加速度计传感器或者陀螺仪。
3.按照权利要求1所述的一种电子稳像装置，其特征在于所述的数据处理单元采用可编程逻辑门阵列或复杂可编程逻辑器件。
4.按照权利要求1所述的一种电子稳像装置，其特征在于所述的起始点检测单元采用光电开关。
专利摘要本实用新型电子稳像技术领域，具体涉及一种电子稳像装置。它包括角度采集单元、数据处理单元、起始点检测单元、延时单元和采样单元，角度采集单元的输出端与数据处理单元输入端连接，数据处理单元的输出端与延时单元的输入端连接，延时单元的输出端与采样单元连接，起始点检测单元的输入端与延时单元的输入端连接。本装置通过数据处理单元将采集的滚动角度信号转化为时间信息T，采样单元在检测到起始点位置后延时时间T之后，再进行视频信号的采样，可以有效实现机载推扫成像在飞行器滚动方向上的实时稳像，装置结构简单，稳像效果明显。
文档编号G01J5/06GK202018340SQ20112007539
公开日2011年10月26日 申请日期2011年3月21日 优先权日2011年3月21日
发明者殷国平 申请人:中国航天科工集团第三研究院第八三五八研究所