[发明专利]一种航空异速像移补偿电路和方法

权利要求书

1.一种航空异速像移补偿电路，其特征在于，包括航空相机参数采集子模块、飞行器参数采集子模块、探测器参数采集子模块，异速像移参数耦合计算模块，异速像移时序控制模块、相机快门曝光时间控制模块、相机快门运动速度控制模块、相机快门宽度控制模块；

所述异速像移参数耦合计算模块输入端分别连接所述航空相机参数采集子模块、所述飞行器参数采集子模块、所述探测器参数采集子模块；

所述异速像移参数耦合计算模块用于将所述航空相机采集子模块、所述飞行器参数采集子模块、所述探测器参数采集子模块采集的航空相机相关参数进行耦合、计算，产生异速像移补偿相关参数；

所述异速像移参数耦合计算模块输出端分别连接所述异速像移时序控制模块、所述相机快门曝光时间控制模块、所述相机快门运动速度控制模块、所述相机快门宽度控制模块；

所述航空异速像移补偿电路还包括系统控制模块，以及与所述系统控制模块连接的时序控制模块，所述时序控制模块负责产生系统所需的各种时序脉冲信号；所述系统控制模块用于对所述时序控制模块进行初始化配置，控制CCD的曝光时间、帧频等。

2.根据权利要求1所述的一种航空异速像移补偿电路，其特征在于，

所述航空相机参数采集子模块用于采集异速像移补偿过程中航空相机相关参数；

所述飞行器参数采集子模块用于采集异速像移补偿过程中飞行器相关参数；

所述探测器参数采集子模块用于采集异速像移补偿过程中探测器相关参数；

所述异速像移时序控制模块用于接收所述异速像移参数耦合计算子模块计算出来的时序控制参数，控制电荷进行异速转移；

所述相机快门曝光时间控制模块用于接收所述异速像移参数耦合计算子模块计算出来的相机曝光时间，控制相机快门按照计算出的时间进行曝光；

所述相机快门运动速度控制模块用于接收所述异速像移参数耦合计算子模块计算出来的相机曝光速度控制相机快门按照计算出的速度进行运动；

所述相机快门宽度控制模块用于接收所述异速像移参数耦合计算子模块计算出来的相机曝光宽度来控制相机快门进行宽度调整。

3.根据权利要求2所述的一种航空异速像移补偿电路，其特征在于，所述航空相机相关参数包括：分辨率、采样频率、相机焦距、曝光时间、成像帧频；所述飞行器相关参数包括：飞行速度、飞行高度、倾斜角、半视场角、斜距；所述探测器相关参数包括电荷转移效率、行频、靶面大小、像素尺寸、分块数、积分时间；所述异速像移补偿相关参数包括电荷转移速度、电荷转移频率。

4.根据权利要求1所述的一种航空异速像移补偿电路，其特征在于，所述时序控制模块包括：

高速脉冲发生模块，用于产生复位脉冲、A/D转换时钟，帧频同步时钟；

垂直时序控制模块，用于产生CCD垂直转移时钟；

水平转移时钟时序控制模块，负责产生CCD水平转移时钟；

时钟处理发生模块，用于产生复位脉冲、前端信号处理、箝位控制信号、CCD转移驱动时钟；

同步信号发生模块，用于接收外同步帧、行信号或产生图像帧、行同步信号；

总线接口与控制模块，用于与外部控制器进行通信，接收各种控制指令和配置数据，并提供与下级芯片的通信接口。

5.根据权利要求4所述的一种航空异速像移补偿电路，其特征在于，所述系统控制模块通过Snert总线与所述时钟处理模块、所述同步信号发生模块、所述总线接口与控制模块相连接，所述系统控制模块通过3-Wire总线与所述高速脉冲发生模块、所述垂直转移时序控制模块、所述水平转移时序控制模块相连接。

6.根据权利要求1所述的一种航空异速像移补偿电路，其特征在于，所述异速像移补偿电路采用Xilinx公司的Virtex-ⅡPro系列FPGA—XC2VP20,在Xilinx公司的ISE8.2开发软件下，使用硬件描述语言(VHDL)FPGA内部功能模块进行描述，采用自上而下的开发方法进行开发，实现了高层次复杂逻辑的设计。

7.一种航空异速像移补偿方法，其特征在于，应用于权利要求1-6任一项权利要求所述的航空异速像移补偿电路，其特征在于，包括以下步骤：

S1、所述航空相机参数采集模块负责采集异速像移补偿过程中航空相机相关参数，所述飞行器参数采集子模块采集异速像移补偿过程中飞行器相关参数，所述探测器参数采集子模块采集异速像移补偿过程中探测器相关参数；

S2、所述异速像移参数耦合计算子模块将S1步骤中采集的所述航空相机相关参数、所述飞行器相关参数、所述探测器相关参数进行耦合、分析、计算，产生异速像移补偿相关参数，将计算出的电荷转移速率、电荷转移频率输入到异速像移时序控制模块；控制面阵CCD分组垂直电荷运动；将计算出的曝光时间输入到所述相机快门曝光时间控制模块中控制快门曝光时间，将计算出的快门运动速度输入到所述相机快门运动速度控制模块控制快门速度，将计算出的快门宽度输入到所述相机快门宽度控制模块控制快门宽度；

S3、所述系统控制模块通过总线发送信号，在工作过程中对各个模块进行实时更改，实现脉冲的修改，根据CCD阵列结构设置垂直、水平转移脉冲，设置高频时序、信号处理时序、同步时序，所述系统控制模块产生外部触发信号，发送光积分时间，各个模块产生电荷转移所需驱动时序，转移完毕后CCD探测器进入空闲状态，等待下一次触发。