查打一体化航空相机扫描像移片上补偿技术

作者： 王德江   丁帅   贾平   丁亚林   来源： 第三届高分辨率对地观测学术年会分会 年份： 2016 文献类型 ： 会议论文 关键词： 查打一体化航空相机　　扫描像移　　调制传递函数　　帧转移CCD　　电荷转移像移  

描述： 移的调制传递函数模型，在此基础上提出了一种查打一体化航空相机扫描像移的片上补偿方法，采用该方法可将φ相位面阵TDI CCD 的像移补偿精度提高至1/ 2φ像元。最后搭建了实验平台并给出了二、三、四相位面阵TDI CCD 电荷转移像移对遥感图像质量的影响，同时也证明了提出的方法能够显著提高图像质量。

航空摄影中飞机姿态角速度的估计

作者： 张雪菲   丁亚林   匡海鹏   刘志明   来源： 第七届仪表、自动化与先进集成技术大会暨第六届测控技术与仪器仪表学术大会 年份： 2016 文献类型 ： 会议论文 关键词： 横滚角速度　　惯性空间　　状态观测器　　航空相机  

描述： 为了减小飞机在飞行过程中的横滚姿态角速度对航空相机摆扫方向上的成像质量影响，提出了一种基于不同惯性空间的状态观测器对飞机横滚角速度估计的方法。首先，对飞机横滚角速度进行分析研究，采用频域法建立俯角控制系统的数学模型。其次，利用俯角系统光纤陀螺测量的角速度信息以及光电编码器反馈的角位置信息，分别设计基于惯性空间、非惯性空间的状态观测器。最后，通过模拟飞机姿态角速度的变化，对观测器估计的飞机横滚角速度进行仿真研究。仿真结果表明：观测器能够较准确地对飞机横滚角速度进行预测，验证了基于不同惯性空间的观测器方法对飞机横滚角速度估计的可行性。

航空相机像旋动态调制传递函数分析与研究

作者： 刘超   丁亚林   田大鹏   杜言鲁   孙崇尚   来源： 光学学报 年份： 2016 文献类型 ： 期刊 关键词： 成像系统　　航空相机　　调制传递函数　　像面旋转　　旋转像移  

描述： 航空相机采用旋转扫描反射镜成像过程中存在像面旋转，会导致图像模糊，成像质量下降，必须采用像旋补偿机构进行补偿。目前普遍通过人眼观察图像模糊程度和电机同步控制精度评价像旋补偿精度，都不能客观准确评价系统成像质量。为建立航空相机成像质量与像旋补偿系统其他指标之间的直接关系，提出基于极坐标系的动态调制传递函数(MTF)，并提出基于倾斜刃边法与模糊路径法相结合的方法测量航空相机旋转像移动态 MTF。设计扇形靶标旋转动态成像实验，利用旋转动态 MTF 和倾斜刃边法得到图像动态MTF 计算值，基于图像模糊路径测量转台转动时图像动态 MTF 测量值。实验结果表明，转台以 20～300°/s匀速转动时，空间频率在旋转动态 MTF 到达第一个零点频率前，动态 MTF 计算值和测量值曲线近似重合，验证了旋转动态 MTF 的正确性；空间频率在 0 至 0.7 倍零点频率范围内，两动态 MTF 曲线相对误差最大值和均值分别小于 6%、2%，进而证明了测量方法的准确性。

航空相机像旋补偿双向控制中的内环补偿器设计

作者： 刘超   丁亚林   田大鹏   杜言鲁   孙崇尚   来源： 仪器仪表学报 年份： 2017 文献类型 ： 期刊 关键词： 像旋   自动控制技术   航空相机   双向控制   鲁棒内环补偿器  

描述： 为解决航空相机摆扫成像过程中存在的像旋问题,采用四通道双向控制系统对像旋进行补偿。在系统中,基于鲁棒内环补偿器结构进行了内环补偿器设计。首先利用H∞混合灵敏度优化方法求解鲁棒内环补偿器中的鲁棒控制器,再结合参考模型确定系统的滤波器,进而得到系统化设计的内环补偿器。保证系统鲁棒稳定性的同时尽可能提高干扰抑制性能,进而在两者间折衷提高双向控制像旋补偿精度。实验结果显示,本方法能够有效抑制等效干扰的影响,提高消旋补偿的精度。动态扫描下位置补偿误差的最大值和均方根分别为(1.81×10~(-3))°、(5.224 74×10~(-4))°,与传统设计相比,补偿误差分别减小了41.99%、41.73%,提高了四通道双向控制系统的像旋补偿精度。

航空相机像旋动态调制传递函数分析与研究

作者： 刘超   丁亚林   田大鹏   杜言鲁   孙崇尚   来源： 光学学报 年份： 2017 文献类型 ： 期刊 关键词： 成像系统   像面旋转   旋转像移   航空相机   调制传递函数  

描述： 航空相机在采用旋转扫描反射镜成像过程中存在像面旋转,会导致图像模糊,成像质量下降,必须采用像旋补偿机构进行补偿。目前,通过人眼观察图像模糊程度和电机同步控制精度评价像旋补偿精度,都不能客观准确评价系统成像质量。为建立航空相机成像质量与像旋补偿系统其他指标之间的直接关系,提出基于极坐标系的动态调制传递函数(MTF),并提出基于倾斜刃边法与模糊路径法相结合的方法测量航空相机旋转像移动态MTF。设计扇形靶标旋转动态成像实验,利用旋转动态MTF和倾斜刃边法得到图像动态MTF计算值,并基于图像模糊路径测量转台转动时图像动态MTF测量值。实验结果表明,转台以20~300(°)/s匀速转动时,空间频率在旋转动态MTF到达第一个零点频率前,动态MTF计算值和测量值曲线近似重合,验证了旋转动态MTF的正确性;空间频率在小于0.7零点频率范围内,两动态MTF曲线相对误差最大值和均值分别小于6%,2%,进而证明了测量方法的准确性。

大角度倾斜成像航空相机对地目标定位

作者： 乔川   丁亚林   许永森   修吉宏   杜言鲁   来源： 光学精密工程 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： 数字高程模型   其次坐标变换   航空相机   目标定位   误差分析  

描述： 针对大角度倾斜成像航空相机拍摄距离远,激光测距设备作用距离有限的问题,提出了一种不依赖距离测量设备的直接对地目标定位算法。依据载机POS测量的载机位置、姿态信息以及航空相机中位置编码器测量的框架角位置信息,利用齐次坐标变换的方法求解目标在大地坐标系下的指向,再利用地球椭球模型和数字高程模型确定目标点的经纬度信息。采用蒙特卡洛法仿真分析载机位置姿态测量误差及相机框架角位置误差对视轴指向精度的影响,相比于仅采用地球椭球模型的目标定位算法,该算法有效降低了地形起伏对目标定位影响,在目标区域地形起伏标准差大于10m时,大角度倾斜成像的定位精度明显提高。采用飞行试验数据验证了该目标定位算法的有效性,在飞行高度18 000m拍摄框架横滚角小于63°时,目标定位圆概率误差小于70m,可满足工程实际需要。

航空光电遥感器高精密紧凑型调焦机构的设计

作者： 张洪伟   陈卫宁   曲锐   丁亚林   武力   来源： 红外与激光工程 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 调焦机构   消间隙丝杠螺母副   电涡流传感器   航空光电遥感器  

描述： 针对航空光电遥感器在不同工作环境下会产生离焦这一问题，采用移动镜组方式进行调焦，以保证其成像质量。该调焦机构采用消间隙丝杠螺母副作为传动机构，采用六个精密轴承及弹性预紧组件作为导向机构，同时采用一对电涡流传感器及一个菱形被检测件作为测位移传感器，在有限包络尺寸下最大程度保证其调焦精度。从传动误差和传感器组件误差两方面对调焦机构进行精度分析，并且搭建实验平台对其进行了传动定位精度实验和晃动精度实验。实验结果表明，该调焦机构的传动定位精度在±6μm以内，晃动精度在±4″以内，满足光学系统提出的调焦精度设计要求。