本文關鍵詞：面陣擺掃寬幅成像技術研究

  更多相關文章： 面陣擺掃 大幅寬、高分辨率成像 像移補償 復合平臺穩(wěn)像

【摘要】：當前國際政治形勢下,發(fā)展大幅寬、高分辨率的紅外成像系統(tǒng)對地球環(huán)境和國家安全信息獲取具有重要意義。然而受限于面陣規(guī)模,能夠?qū)崿F(xiàn)高分辨率探測的面陣紅外器件單幀成像視場很小,無法滿足大幅寬的紅外成像需求。采用面陣擺掃的技術方案沿翼展方向進行物面掃描是航空遙感實現(xiàn)大幅寬、高分辨率紅外成像的可行之路。本課題以獲取視場穩(wěn)定、像質(zhì)清晰的大幅寬、高分辨率圖像為目標,從面陣擺掃寬幅成像系統(tǒng)的總體設計與分析入手,對面陣擺掃寬幅成像技術、像移補償技術以及復合平臺穩(wěn)像技術等關鍵技術展開了深入研究,取得的研究成果主要包括:(1)在整機翼展雙程擺掃過程中,觸發(fā)面陣探測器多次曝光實現(xiàn)了翼展方向的大幅寬、高分辨率成像,并且在飛行方向像移補償精確的同步配合下,每個掃描行的圖像均與飛行方向垂直;(2)針對整機翼展雙程擺掃導致的嚴重像移問題,創(chuàng)新性的提出了一種基于實時視軸跟蹤的像移補償技術。經(jīng)過飛行方向像移補償和翼展擺掃像移的實時、同步、高頻補償之后,所獲取的大幅寬圖像像質(zhì)清晰、目標細節(jié)特征豐富、分辨率高;(3)創(chuàng)新性的提出了一種復合平臺穩(wěn)像技術,將兩軸慣性穩(wěn)定平臺的功能直接復合在現(xiàn)有的光機擺掃結(jié)構(gòu)上,在實現(xiàn)飛行方向像移補償?shù)膶挿鶖[掃成像的同時,又為成像設備自身配置了慣性穩(wěn)定平臺,保證了成像系統(tǒng)視軸在慣性空間的穩(wěn)定;(4)研制的樣機系統(tǒng)在實驗室內(nèi)進行了模擬飛行試驗和外場機載飛行試驗,均獲取了視場穩(wěn)定、像質(zhì)清晰的大幅寬、高分辨率圖像。
【關鍵詞】：面陣擺掃 大幅寬、高分辨率成像 像移補償 復合平臺穩(wěn)像
【學位授予單位】：中國科學院研究生院(上海技術物理研究所)
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V243.5
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-23
• 1.1 寬幅成像技術簡介11-14
• 1.1.1 物面掃描11-12
• 1.1.2 像面掃描12-13
• 1.1.3 面陣擺掃寬幅成像13-14
• 1.2 面陣擺掃寬幅成像技術發(fā)展概況14-21
• 1.2.1 國外寬幅成像技術發(fā)展14-20
• 1.2.2 國內(nèi)寬幅成像技術發(fā)展20-21
• 1.3 研究內(nèi)容及論文安排21-23
• 第2章 面陣擺掃寬幅成像系統(tǒng)總體設計與分析23-41
• 2.1 面陣擺掃寬幅成像的理論分析23-28
• 2.1.1 單程擺掃成像原理23-24
• 2.1.2 雙程擺掃成像原理24-26
• 2.1.3 光機擺掃方案26-28
• 2.2 像移補償系統(tǒng)分析28-34
• 2.2.1 像移補償?shù)谋匾?/span>28-29
• 2.2.2 飛行方向像移補償分析29-31
• 2.2.3 翼展擺掃像移補償分析31-34
• 2.3 復合平臺穩(wěn)像系統(tǒng)分析34-38
• 2.3.1 穩(wěn)像的必要性34-36
• 2.3.2 平臺穩(wěn)像36-37
• 2.3.3 復合平臺穩(wěn)像技術方案37-38
• 2.4 光機結(jié)構(gòu)38-39
• 2.5 本章小結(jié)39-41
• 第3章 面陣擺掃寬幅成像控制技術研究41-67
• 3.1 整機翼展雙程擺掃的控制要求41-44
• 3.2 音圈電機控制策略及原理44-48
• 3.2.1 執(zhí)行電機性能分析與選型44-45
• 3.2.2 音圈電機工作原理45-47
• 3.2.3 音圈電機數(shù)學模型及控制策略47-48
• 3.3 控制系統(tǒng)的硬件設計48-56
• 3.3.1 控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)48
• 3.3.2 NI CompactRIO測控系統(tǒng)48-51
• 3.3.3 增量式光電編碼器51-54
• 3.3.4 電機驅(qū)動器54-56
• 3.4 控制系統(tǒng)的軟件實現(xiàn)56-65
• 3.4.1 PID控制算法簡介56-59
• 3.4.2 軟件控制路線59-60
• 3.4.3 NI CompactRIO軟件架構(gòu)60-61
• 3.4.4 軟件功能實現(xiàn)61-65
• 3.5 本章小結(jié)65-67
• 第4章 像移補償控制技術研究67-77
• 4.1 飛行方向像移補償控制技術研究67-73
• 4.1.1 飛行方向像移補償?shù)目刂埔?/span>67
• 4.1.2 控制系統(tǒng)的硬件設計67-70
• 4.1.3 控制系統(tǒng)軟件實現(xiàn)70-73
• 4.2 翼展擺掃像移補償控制技術研究73-76
• 4.2.1 翼展擺掃像移補償?shù)目刂埔?/span>73
• 4.2.2 控制系統(tǒng)的硬件設計73-75
• 4.2.3 控制系統(tǒng)軟件實現(xiàn)75-76
• 4.3 本章小結(jié)76-77
• 第5章 復合平臺穩(wěn)像控制技術研究77-89
• 5.1 平臺穩(wěn)像控制技術77-79
• 5.2 載機姿態(tài)擾動及其測量79-82
• 5.2.1 載機姿態(tài)擾動的定義79-81
• 5.2.2 姿態(tài)擾動的測量81-82
• 5.3 控制系統(tǒng)硬件設計82-85
• 5.4 控制系統(tǒng)軟件實現(xiàn)85-88
• 5.4.1 復合控制路線85
• 5.4.2 位置反饋與POS正負的統(tǒng)一85-86
• 5.4.3 姿態(tài)擾動獲取86-87
• 5.4.4 穩(wěn)像命令的生成87
• 5.4.5 復合控制命令的生成87-88
• 5.5 本章小結(jié)88-89
• 第6章 系統(tǒng)測試與功能驗證89-109
• 6.1 三環(huán)PID測試89-93
• 6.1.1 驅(qū)動器速度電流雙閉環(huán)測試89-92
• 6.1.2 CompactRIO位置環(huán)測試92-93
• 6.2 面陣擺掃寬幅成像控制試驗結(jié)果93-95
• 6.3 像移補償控制試驗結(jié)果95-98
• 6.3.1 飛行方向像移補償控制效果95-97
• 6.3.2 翼展擺掃像移補償控制效果97-98
• 6.4 復合平臺穩(wěn)像控制試驗結(jié)果98-104
• 6.4.1 穩(wěn)像控制效果100-102
• 6.4.2 復合控制效果102-104
• 6.5 室內(nèi)模擬飛行試驗104-106
• 6.6 外場飛行試驗106-108
• 6.7 本章小結(jié)108-109
• 第7章 總結(jié)及展望109-111
• 7.1 主要研究成果及創(chuàng)新點109-110
• 7.2 后續(xù)研究工作展望110-111
• 參考文獻111-116
• 作者簡介及在學期間發(fā)表的學術論文與研究成果116

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 劉明,修吉宏,劉鋼,翟林培;國外航空偵察相機的發(fā)展[J];電光與控制;2004年01期

2 張大衛(wèi);馮曉梅;;音圈電機的技術原理[J];中北大學學報(自然科學版);2006年03期

3 張麗;湯恩生;許敬旺;;空間相機像移補償方法研究[J];航天返回與遙感;2007年03期

4 彭煥良;;紅外焦平面熱成像技術的發(fā)展[J];激光與紅外;2006年S1期

5 安居白;航空遙感探測海上溢油的技術[J];交通環(huán)保;2002年01期

6 董麗娜;佟晶;;航空遙感技術發(fā)展及其在國土資源調(diào)查中的典型應用[J];科學中國人;2014年18期

7 李清軍;陳浠惠;陳志超;;彩色大面陣CCD相機的像移補償技術[J];微計算機信息;2010年31期

8 李加洪;航空遙感技術系統(tǒng)在某些災害監(jiān)測中的應用[J];遙感技術與應用;1996年02期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張東閣;大視場高分辨率空間紅外光學系統(tǒng)關鍵技術研究[D];中國科學院研究生院（上海技術物理研究所）;2014年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 陰法強;基于USB的礦車速度測量記錄系統(tǒng)的研制[D];山東科技大學;2007年

，

本文編號：1093363