[发明专利]一种支持异速像移补偿功能的航空侦察相机电子系统及异速像移补偿方法

说明书

本发明提供了一种支持异速像移补偿功能的航空侦察相机电子系统及异速像移补偿方法。本发明的支持异速像移补偿功能的航空侦察相机电子系统，包括异速像移惯导模块、异速像移参数计算模块、异速像移控制分组模块、相机控制模块、异速像移频率控制模块以及组合TDICCD模块，其利用TDICCD模块进行电荷转移进行异速像移补偿，可通在不额外增加系统硬件设备前提下实现异速像移补偿，可降低成像系统质量、体积、功耗、成本。本发明的异速像移补偿方法既保证了光学系统像面成像信噪比的要求，也同时降低由分片分组过多引起的电子线路和控制系统复杂的问题。

技术领域

本发明涉及航天航空技术领域，尤其涉及一种支持异速像移补偿功能的航空侦察相机电子系统及异速像移补偿方法。

背景技术

在侦察过程中,侦察机为躲避雷达的监视,常需要做高速低空(高速高比)飞行,这时航空成像不可避免地会出现像移模糊。像移模糊的形成与载机的飞行姿态紧密相关,载机的飞行速度、高度、翻滚角度、偏航角度、俯仰角度等参数的不同均会产生不同的像移形态。其中当载机侧身飞行或镜头向侧方俯仰成像的时候,载机上的航空相机会处于一种斜视工作状态。这时成像靶面上不同位置会有不同速度的像移产生,生成复杂的运动模糊图像。

在航空相机上所使用的像移补偿技术国内外常见的有机械像移补偿、光学像移补偿、图像算法像移补偿。机械像移补偿是在相机曝光时利用机械结构对感光介质进行相应移动，使得像移量尽可能得到补偿的方法。机械像移补偿系统对结构精度、可靠性、稳定性的要求非常高，它要求感光介质的运动矢量与光学影像运动矢量的大小、方向一致。该补偿技术适用于飞行器横滚、俯仰和相机扫描而引起的像移。机械补偿法的优点是成像靶面上各点的补偿速度一样且没有额外附加光学系统，但它对机械结构的运行及制作的精度要求高、需要大功率传动装置，并且机械补偿法由于受自身机构的限制，很难对所有的像移情况均做出有效补偿，同时机械补偿系统会大幅增加航空相机的重量及体积，所以机械补偿渐渐会被新的像移补偿方法所取代。光学像移补偿的原理是按照与相机像平面上像移矢量一致的原则旋转或移动光学元件以使得光线在像平面上形成相反的像移矢量来抑制像移模糊。最常用的光学像移补偿方法是扫描反射镜的方法。光学像移补偿的光学器件体积小、重量轻且容易控制，除补偿前向像移外还能补偿由载机俯仰和偏航所引起的像移。该技术主要应用在画幅式、全景式相机上。图像算法像移补偿是用图像算法对已有的像移模糊图像进行后期恢复处理的方法，通常是对图像进行事后分析和复原。图像算法像移补偿的理论基础是假设模糊图像可以由清晰图像与点扩散函数(PSF)卷积而得，通过对模糊图像进行逆卷积处理可求得清晰图像。根据这个原理对退化图像进行图像复原处理，实现像移补偿。机械像移补偿技术和光学像移补偿技术的设备体积大，重量重，价格昂贵，非常不利于装备的轻便化，补偿精度比较受限制，后两种像移补偿技术的设备体积小，重量轻，是今后像移补偿技术的发展趋势。

目前的航空侦察相机均未集成异速像移补偿功能，严重制约了我国的航空相机研制水平的发展，且目前的航空侦察相机存在体积、质量大的问题。

基于目前航空侦察相机存在体积、质量大、不具备异速像移补偿功能的问题，有必要对其进一步改进。

发明内容

基于此，本发明提出了一种支持异速像移补偿功能的航空侦察相机电子系统及异速像移补偿方法，以解决或部分解决现有技术中存在的问题。

第一方面，本发明提供了一种支持异速像移补偿功能的航空侦察相机电子系统，包括：

异速像移惯导模块，异速像移参数计算模块、异速像移控制分组模块、相机控制模块、异速像移频率控制模块以及组合TDICCD模块；

其中，所述异速像移惯导模块与所述异速像移参数计算模块电连接，所述异速像移惯导模块用于采集航空相机、飞机及探测器参数；

所述异速像移参数计算模块用于根据航空相机、飞机及探测器参数计算异速像移补偿所需参数；