基于多重差分滤波效应的航空相机图像检焦方法

作者： 王海江   郑丽娜   康琦   来源： 光学学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 成像系统   空间滤波效应   焦面检测   航空相机  

描述： 焦面检测准确与否对航空相机光学系统的成像质量起着至关重要的作用。为解决航空相机检焦问题，提出了一种基于多重差分滤波效应的检焦算法。首先，对检焦原理进行了介绍，在基本矩形滤波器的基础上进行设计，提出了一种适用于航空相机检焦的新型滤波器，消除了图像和滤波器之间相对位移产生的影响，并从数学角度证明了其可行性。然后，通过对图像的隔行采样对滤波器进行模拟，以完成图像检焦算法的设计。最后，利用实验采集的图像对所提算法的检焦效果进行了评估。实验结果表明，所提算法可以消除矩形滤波器和图像之间相对位移产生的正弦变化；算法灵敏度较高，最大误差为41.16μm,小于光学系统的半焦深(76.8μm),能够满足工程需求。

基于多重差分滤波效应的航空相机图像检焦方法

作者： 王海江   郑丽娜   康琦   来源： 光学学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 成像系统   空间滤波效应   焦面检测   航空相机  

描述： 焦面检测准确与否对航空相机光学系统的成像质量起着至关重要的作用。为解决航空相机检焦问题，提出了一种基于多重差分滤波效应的检焦算法。首先，对检焦原理进行了介绍，在基本矩形滤波器的基础上进行设计，提出了一种适用于航空相机检焦的新型滤波器，消除了图像和滤波器之间相对位移产生的影响，并从数学角度证明了其可行性。然后，通过对图像的隔行采样对滤波器进行模拟，以完成图像检焦算法的设计。最后，利用实验采集的图像对所提算法的检焦效果进行了评估。实验结果表明，所提算法可以消除矩形滤波器和图像之间相对位移产生的正弦变化；算法灵敏度较高，最大误差为41.16μm,小于光学系统的半焦深(76.8μm),能够满足工程需求。

大气湍流对航空光电侦察图像质量影响因素分析

作者： 吴雄雄   王惠林   宁飞   张文博   刘吉龙   王明超   来源： 应用光学 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 大气相干直径   图像质量   大气湍流   调制传递函数  

描述： 大气湍流效应是严重影响航空光电侦察系统图像质量的重要因素之一。从大气湍流参数描述出发，研究了大气湍流对光学系统成像质量的影响机理，分析了大气湍流影响光学系统调制传递函数（modulation transfer function,MTF）的影响因素，建立了大气湍流影响光学系统成像MTF的理论模型。仿真结果表明，在大气湍流影响下，光学系统光瞳口径与大气相干直径的比值对光学系统成像MTF影响较大。通过光学系统地面外场实验图像测试对比，验证了实际光学系统受到大气湍流影响后的成像MTF理论模型。研究结果可为大气湍流影响下的航空光电侦察系统设计及提升其成像质量提供理论支持。

大气湍流对航空光电侦察图像质量影响因素分析

作者： 吴雄雄   王惠林   宁飞   张文博   刘吉龙   王明超   来源： 应用光学 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 大气相干直径   图像质量   大气湍流   调制传递函数  

描述： 大气湍流效应是严重影响航空光电侦察系统图像质量的重要因素之一。从大气湍流参数描述出发，研究了大气湍流对光学系统成像质量的影响机理，分析了大气湍流影响光学系统调制传递函数（modulation transfer function,MTF）的影响因素，建立了大气湍流影响光学系统成像MTF的理论模型。仿真结果表明，在大气湍流影响下，光学系统光瞳口径与大气相干直径的比值对光学系统成像MTF影响较大。通过光学系统地面外场实验图像测试对比，验证了实际光学系统受到大气湍流影响后的成像MTF理论模型。研究结果可为大气湍流影响下的航空光电侦察系统设计及提升其成像质量提供理论支持。

航空光电成像系统像移补偿技术研究

作者： 吴雄雄   栾亚东   王惠林   郑凤翥   王明超   马莉   吴珧瑞   来源： 应用光学 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 像移补偿   成像质量   波像差   离焦   快调反射镜   调制传递函数  

描述： 航空光电成像系统由于像移的存在导致成像分辨率下降，严重影响航空光电系统的整机性能。采用像移补偿技术可以提高航空光电系统成像质量。分析了移动探测器像移补偿技术原理与运动光学元件像移补偿技术原理，重点研究了基于快调反射镜(FSM)的高精度像移补偿技术。通过工程简化分析，分别推导了快调反射镜位于平行光路和会聚光路的像移补偿随动角度规律，并针对会聚光路中快调反射镜带来的离焦量进行分析，讨论了离焦量对光学系统波像差的影响。仿真结果表明，随着离焦量的增加，波像差呈线性增大趋势。通过分析光学系统波像差对其光学调制传递函数（MTF）的影响，结果表明F数等于8，在奈奎斯特频率处，当离焦量在0.1 mm以内，光学调制传递函数MTF的下降量在26.6%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。

基于故障树的航空相机检测技术

作者： 秦硕   来源： 自动化技术与应用 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 通用化检测仪   航空相机   故障树模型  

描述： 航空相机与飞机航电系统交联日益复杂,相机的维护难度和工作量逐渐增大,提出了一种航空相机的通用检测仪设计方法,首先分析了航空相机测试需求,设计了基于PC104总线结构的航空相机通用测试硬件平台;根据相机结构特点,设计了基于故障树的可减裁排故测试软件,实践使用表明,该方法设计的航空相机检测仪通用化、自动化程度高,故障定位到电路板级,对于保证航空相机完好率具有重要意义。

无载荷舱航空相机的热控设计与试验验证

作者： 张源博   孔林   李强   申明   于群   来源： 航天器环境工程 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 工程热物理   热控设计   航空相机   热试验  

描述： 与仿真分析结果吻合良好；低温工况下热控功率约占总功率的70%，控温点的温度波动在±1℃以内，满足相机控温精度要求。

基于故障树的航空相机检测技术

作者： 秦硕   来源： 自动化技术与应用 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 通用化检测仪   航空相机   故障树模型  

描述： 航空相机与飞机航电系统交联日益复杂,相机的维护难度和工作量逐渐增大,提出了一种航空相机的通用检测仪设计方法,首先分析了航空相机测试需求,设计了基于PC104总线结构的航空相机通用测试硬件平台;根据相机结构特点,设计了基于故障树的可减裁排故测试软件,实践使用表明,该方法设计的航空相机检测仪通用化、自动化程度高,故障定位到电路板级,对于保证航空相机完好率具有重要意义。

航空相机气密光学窗口及其保护罩的设计

作者： 谭淞年   姚园   徐钰蕾   许永森   李浩   来源： 光学精密工程 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 光学窗口   光窗保护罩   气密性   航空相机   双层舱门  

描述： 为了保证航空相机的成像效果，设计了气密光学窗口及其保护罩。本文对光学窗口的设计流程进行了分析，讨论了光学窗口设计的考虑因素，例如光学材料、光学厚度、压力和气密安装方案等。为了实现在非工作状态下对光学窗口的保护，设计了双层舱门结构形式的光窗保护罩，实现了系统的小型化。通过仿真分析和试验，测试了气密光学窗口和光窗保护罩的稳定性，系统能够在2个大气压和高低温环境下正常工作，性能良好。光学窗口保护罩整个厚度仅为37mm，能够实现快速开启与关闭，单程时间为7.7 s。相关分析方法解决了光学窗口设计问题的盲目性，使光学窗口的设计更加合理可靠。本文提出的方案为航空相机光学窗口的设计和保护提供了参考和技术支持。