本文關(guān)鍵詞：航空相機(jī)性能檢測裝置地面場景模擬系統(tǒng)設(shè)計

  更多相關(guān)文章： 航空相機(jī) 檢測技術(shù) 虛擬儀器 景物模擬 PID 圖像評價

【摘要】：隨著航拍技術(shù)在農(nóng)牧、氣象、偵查等領(lǐng)域不斷深入的應(yīng)用，更高性能的航空相機(jī)在不斷地更新研制。在航空相機(jī)研制過程中，對其各項性能指標(biāo)的測試關(guān)系到航空相機(jī)質(zhì)量的高低。因此，航空相機(jī)相應(yīng)的性能檢測設(shè)備也需要不斷地更新，以便能夠準(zhǔn)確地對航空相機(jī)性能參數(shù)進(jìn)行測試提取，為相機(jī)的研制提供依據(jù)。本文就是根據(jù)此背景對航空相機(jī)性能檢測裝置相關(guān)的部件進(jìn)行設(shè)計、實(shí)現(xiàn)和測試。 航空相機(jī)性能檢測裝置主要包括主控平臺、動態(tài)目標(biāo)發(fā)生裝置、平行光管、飛行姿態(tài)模擬裝置、高溫高速氣流環(huán)境模擬裝置。本文著重研究航空相機(jī)性能檢測裝置設(shè)計中的主控平臺、動態(tài)目標(biāo)發(fā)生裝置和航空相機(jī)圖像評價算法。 主控平臺通過各個子裝置反饋的數(shù)據(jù)對各個部件進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，同時要在平臺上進(jìn)行軟件編程，實(shí)現(xiàn)良好的人機(jī)界面，并且能夠進(jìn)行相關(guān)的測試數(shù)據(jù)處理、參數(shù)計算和相機(jī)成像性能分析。動態(tài)目標(biāo)發(fā)生裝置主要配合平行光管模擬飛機(jī)飛行時的地面環(huán)境，其主要實(shí)現(xiàn)功能是通過帶動目標(biāo)膠片按照主控平臺所給的速度參數(shù)運(yùn)動，同時調(diào)節(jié)光源亮度模擬地面環(huán)境亮度；本文在速度測控系統(tǒng)的設(shè)計中使用PID（比例（Proportion）、積分（Integration）、微分（Differentiation））控制算法控制膠片轉(zhuǎn)動速度達(dá)到需要的控制精度。航空相機(jī)在拍攝圖像時由于成像系統(tǒng)質(zhì)量會在拍攝、傳輸處理等過程出現(xiàn)問題而會影響圖像質(zhì)量，這關(guān)系到使用者獲得的信息多少；因此需要創(chuàng)建一個良好的圖像質(zhì)量評價系統(tǒng)對航空相機(jī)成像性能評價；為解決此問題，本文擬采用合適的圖像評價算法配合測試設(shè)備來判斷航空相機(jī)成像性能的高低。本文的主要研究內(nèi)容具體安排如下： 第一，研究了航空相機(jī)性能檢測裝置的結(jié)構(gòu)，闡述了航空相機(jī)性能檢測裝置的工作原理，闡述了其中飛行姿態(tài)模擬平臺、高溫高速氣流環(huán)境模擬裝置、平行光管的工作原理。 第二，本文以PXI高性能計算機(jī)為基礎(chǔ)，編寫了一套完整的航空相機(jī)性能檢測綜合控制系統(tǒng)軟件。軟件基于虛擬儀器的理念開發(fā)，采用LabVIEW編程語言，，編制了良好的人機(jī)交互界面，完成了對各個子裝置的控制和數(shù)據(jù)的采集、傳輸、處理和保存等一系列功能。 第三，本文研究了動態(tài)目標(biāo)發(fā)生裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)，闡述了模擬飛行環(huán)境參數(shù)的計算及電機(jī)參數(shù)計算，同時設(shè)計了電控系統(tǒng)方案。動態(tài)目標(biāo)發(fā)生裝置在配合平行光管模擬飛行速度時，是使用電機(jī)控制場景膠片做運(yùn)動達(dá)到目的的，基于電控系統(tǒng)特點(diǎn)，利用適合動態(tài)目標(biāo)發(fā)生裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)的PID控制方法，能夠使控制的運(yùn)動速度達(dá)到精度要求。 第四，為了對航空相機(jī)成像性能進(jìn)行評價，本文研究了圖像評價算法在此方面的應(yīng)用。通過提取待評價航空相機(jī)的動靜態(tài)分辨率，并對拍攝得到的圖像進(jìn)行清晰度、信噪比、峰值信噪比、輻射精度的計算，通過獲得的各個性能參數(shù)就可以客觀地判斷相機(jī)的成像性能從而為航空相機(jī)的研制提供依據(jù)。 綜上所述，本文研究了航空相機(jī)性能檢測裝置的工作原理，對整個系統(tǒng)設(shè)計中的主控平臺、動態(tài)目標(biāo)發(fā)生裝置、圖像評價方法進(jìn)行了設(shè)計，采用LabVIEW及Matlab混合編程技術(shù)開發(fā)了一套航空相機(jī)性能檢測裝置地面場景模擬系統(tǒng)，系統(tǒng)能夠整合各個裝置對航空相機(jī)性能做出評價，具有一定的實(shí)用性。
【關(guān)鍵詞】：航空相機(jī) 檢測技術(shù) 虛擬儀器 景物模擬 PID 圖像評價
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V245.6
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第1章 緒論12-16
• 1.1 論文研究背景及意義12-13
• 1.2 航空相機(jī)性能檢測裝置研究發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容14-15
• 1.4 本章小結(jié)15-16
• 第2章 航空相機(jī)性能檢測裝置綜述16-22
• 2.1 航空相機(jī)性能檢測裝置結(jié)構(gòu)16-17
• 2.2 LabVIEW 與 Matlab 軟件簡介17
• 2.3 飛行姿態(tài)模擬平臺17-19
• 2.4 高溫高速氣流環(huán)境模擬裝置19
• 2.5 平行光管19-21
• 2.6 本章小結(jié)21-22
• 第3章 基于虛擬儀器的主控平臺設(shè)計22-30
• 3.1 虛擬儀器技術(shù)介紹22-23
• 3.2 主控平臺設(shè)計23-24
• 3.3 軟件設(shè)計24-29
• 3.3.1 主程序設(shè)計25-27
• 3.3.2 串口通信模塊設(shè)計27-28
• 3.3.3 相機(jī)通信模塊設(shè)計28
• 3.3.4 離線分析模塊28-29
• 3.4 本章小結(jié)29-30
• 第4章 動態(tài)目標(biāo)發(fā)生裝置設(shè)計30-48
• 4.1 動態(tài)目標(biāo)發(fā)生裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)30-32
• 4.2 電控系統(tǒng)及參數(shù)計算32-36
• 4.2.1 電控系統(tǒng)設(shè)計方案32-33
• 4.2.2 運(yùn)動速度計算33-35
• 4.2.3 選型電機(jī)指標(biāo)計算35-36
• 4.3 基于 PID 算法的膠片運(yùn)動速度控制36-42
• 4.3.1 PID 控制原理36-38
• 4.3.2 PID 算法參數(shù)整定38-40
• 4.3.3 PID 算法在膠片速度控制的實(shí)現(xiàn)40-42
• 4.4 動態(tài)目標(biāo)發(fā)生裝置搭建42-44
• 4.5 速度控制實(shí)驗44-47
• 4.6 本章小結(jié)47-48
• 第5章 航空相機(jī)成像性能評價48-60
• 5.1 圖像評價算法綜述48-49
• 5.2 航空相機(jī)成像性能評價指標(biāo)49-50
• 5.3 圖像質(zhì)量評價指標(biāo)計算50-57
• 5.3.1 分辨率檢測50-51
• 5.3.2 圖像清晰度51-53
• 5.3.3 信噪比計算53-54
• 5.3.4 峰值信噪比54-56
• 5.3.5 輻射精度56-57
• 5.4 圖像質(zhì)量評價系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)57-58
• 5.5 圖像評價實(shí)驗58-59
• 5.6 本章小結(jié)59-60
• 第6章 總結(jié)與展望60-62
• 6.1 總結(jié)60-61
• 6.2 展望61-62
• 參考文獻(xiàn)62-67
• 作者簡介及在學(xué)期間所取得的科研成果67-68
• 致謝68

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：794439