航空光电系统瞄准线惯性稳定技术研究

作者： 王惠林   姜世洲   杜言鲁   谢娜   程刚   来源： 中国科学:技术科学 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空光电系统   瞄准线   结构特性   惯性稳定   扰动因素   控制回路  

描述： 从航空光电系统瞄准线惯性稳定的内涵和应用需求入手,以典型惯性稳定平台控制系统为例,围绕伺服元件/电路噪声、结构特性和动态环境三个方面,归纳总结了影响惯性稳定性能的主要因素.着重分析了控制回路特性参数、控制器以及结构特性对瞄准线惯性稳定性能的影响,指导惯性稳定平台结构与控制系统设计.为满足航空光电系统远程探测的需求,克服内部光学元件相对位移或变形引起的瞄准线抖动,在惯性稳定平台基础上引入基于参考光的高精度瞄准线惯性稳定技术,并开展了相关分析与实验工作,最后对瞄准线惯性稳定技术的发展提出了几点建议.

航空光电系统瞄准线惯性稳定技术研究

作者： 王惠林   姜世洲   杜言鲁   谢娜   程刚   来源： 中国科学:技术科学 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空光电系统   瞄准线   结构特性   惯性稳定   扰动因素   控制回路  

描述： 从航空光电系统瞄准线惯性稳定的内涵和应用需求入手,以典型惯性稳定平台控制系统为例,围绕伺服元件/电路噪声、结构特性和动态环境三个方面,归纳总结了影响惯性稳定性能的主要因素.着重分析了控制回路特性参数、控制器以及结构特性对瞄准线惯性稳定性能的影响,指导惯性稳定平台结构与控制系统设计.为满足航空光电系统远程探测的需求,克服内部光学元件相对位移或变形引起的瞄准线抖动,在惯性稳定平台基础上引入基于参考光的高精度瞄准线惯性稳定技术,并开展了相关分析与实验工作,最后对瞄准线惯性稳定技术的发展提出了几点建议.

探测器像元尺寸对航空光电系统成像性能影响分析

作者： 王惠林   吴雄雄   蒋萧村   来源： 应用光学 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 动态范围   作用距离   像元尺寸   探测器   调制传递函数   信噪比  

描述： 针对航空光电系统成像性能要求，从探测器像元尺寸出发，研究了探测器像元尺寸对探测器动态范围、信噪比、调制传递函数等性能参数的影响，并分析了探测器像元尺寸对光电系统分辨率、信噪比、探测识别作用距离等总体性能参数的影响，最后列举了国外典型航空光电系统参数及其选用的探测器参数。通过分析探测器性能参数与系统总体性能参数之间的关系，给出探测器像元尺寸选型及航空光电系统Fλ/d典型值的建议，即一般情况下航空光电系统为了获得远距离高像质图像，优先选用大像元探测器，并综合权衡探测器像元尺寸与系统Fλ/d之间的关系，将Fλ/d控制在2以内。

探测器像元尺寸对航空光电系统成像性能影响分析

作者： 王惠林   吴雄雄   蒋萧村   来源： 应用光学 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 动态范围   作用距离   像元尺寸   探测器   调制传递函数   信噪比  

描述： 针对航空光电系统成像性能要求，从探测器像元尺寸出发，研究了探测器像元尺寸对探测器动态范围、信噪比、调制传递函数等性能参数的影响，并分析了探测器像元尺寸对光电系统分辨率、信噪比、探测识别作用距离等总体性能参数的影响，最后列举了国外典型航空光电系统参数及其选用的探测器参数。通过分析探测器性能参数与系统总体性能参数之间的关系，给出探测器像元尺寸选型及航空光电系统Fλ/d典型值的建议，即一般情况下航空光电系统为了获得远距离高像质图像，优先选用大像元探测器，并综合权衡探测器像元尺寸与系统Fλ/d之间的关系，将Fλ/d控制在2以内。

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： 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： ,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。

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： ,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。