扫描反射镜光学机械消像旋转方法

1引言 在航天遥感中,为了扩大观测范围,通常采用反射镜扫描方案.扫描装置是多光谱扫描仪的重要组成部分,其性能的优劣关系到能否可靠地为系统提供准确的信息,对遥感仪器整体性能的优劣起着关键作用.随着遥感数据应用的不断深入,对遥感器的探测灵敏度要求也越来越高.采用多元探测器并行扫描或串行扫描(实现时间延迟积分技术)是提高扫描仪性能的重要手段.但采用多元探测器的仪器在扫描观测角变化时,焦平面上的像不允许发生旋转,否则会使各像元对应的视场无法配准,导致图像畸变.     

基于C6455 DSP的消像旋实时图像处理系统设计

针对通用计算机消像旋处理实时性差和性价比低的特点,提出了采用C6455 DSP芯片为核心处理器,研究设计了基于C6455 DSP的消像旋实时图像处理系统,实现了图像数据的采集、消像旋处理、输出等一系列功能。结果表明,该系统实时性好,图像显示效果良好,并已成功应用于某光电系统的消像旋处理中。     

二维指向镜系统成像特性研究

为了实现对大视场范围的目标进行搜索捕获或者成像,采用了二维指向镜与面阵探测器相结合的技术方案。对二维指向镜系统电机转角耦合特性和成像规律进行研究。首先,从光学反射矢量理论出发对二维指向镜系统建立数学模型,解耦得到扫描电机转角与视轴指向方位角之间的关系;然后,从数学模型出发可得出电机扫描时目标在像面的扫描轨迹和二维扫描镜系统造成的像旋情况,实验测得扫描轨迹的倾角与计算所得的轨迹倾角误差小于0.1°,像元位置偏差不到0.2个像元;最后,分析了采用二维扫描镜的成像系统消除像旋的算法,为二维指向镜实现精确跟踪和软件校正像旋提供理论依据。     

二维指向镜的定域扫描方式的扫描特性分析

在光学反射矢量理论的基础上,分析了二维指向镜的定域扫描方式的非线性扫描特性,给出了指向镜二维扫描的轨迹及像旋角的计算公式,提出了对扫描轨迹进行非线性校正的方法.在不进行消旋处理的情况下,将二维指向镜的定域扫描方式直接应用于点源探测系统如红外系统中.     

地球同步轨道二维扫描红外成像技术

相对第一代地球同步轨道遥感卫星基于自旋稳定卫星平台的二维成像技术,基于三轴稳定平台成像技术的最大优势在于大幅度提高成像效率、缩短成像周期和多载荷并举。我国基于三轴稳定平台的第二代地球同步轨道气象卫星扫描成像辐射计,采用双扫描镜结合三反射光学系统、辐射制冷器及线列阵探测器,实现了从可见光至甚长波红外波段的成像。面对扫描成像辐射计的恶劣温度环境、极端指向精度、超长运动手寿命等任务要求组合,研制过程中采用了空间光学、精密机械、长寿命运动、电机控制、空间热控、信息处理等综合技术,使仪器实现了恶劣温度环境下的高精度成像。卫星计划于2016年发射,届时将进一步提高我国预报短时天气及突发性灾害的能力。     

一种基于FPGA的图像观瞄系统消像旋设计

针对现代武器观瞄系统显示图像旋转干扰操作手瞄准的问题,提出了一种基于FPGA的消像旋设计方案。该方案根据从平台姿态传感器获得的旋转姿态信息,对显示图像进行反向旋转,从而消除显示图像的旋转,方便操作手瞄准。该方案同时扩展了无极变焦功能,解决了操杆与显示分辨力不一致的问题,提高了武器观瞄系统的瞄准精确度。     

二维光学扫描中扫描角度非线性研究

分析了二维光学扫描角度非线性产生的原因,给出了二维扫描中仰角、方位角、垂直角方程的数学推导,对二维扫描的非线性进行了分析,讨论了非线性对角度跟踪和扫描成像等应用中的性能的影响,指出非线性修正的方法。     

双振镜二维扫描系统的误差分析和校正技术

针对激光烧结快速成型系统中双振镜二维扫描系统存在的聚焦误差和"枕形”畸变,论证了相应的校正办法.分别以动态聚焦模块校正聚焦误差,以网格插值算法软件校正"枕形”畸变.这些校正技术适用于所有使用双振镜实现二维扫描的系统.     

球形屏激光二维扫描系统的数控算法的研究

球形屏激光二维扫描系统是现代医疗设备的一种重要基础部件。本文介绍了其数控算法，讨论了坐标轴的步进当量的确定方法，以及系统装配时的调整校正方法。     

二维动态测角仪

在三轴稳定静止气象卫星上,成像辐射计要通过二维扫描来完成对地球圆盘的成像.二维扫描有着与一维扫描不同的光学与动力学特性.它的图像定位与配准要求较高,研制难度较大.因此,二维扫描成像技术是我国发展新一代静止气象卫星的关键技术.在二维扫描技术中,扫描精度和稳定性是非常关键的两个指标,直接关系到图像质量.二维动态测角仪是二维扫描技术中解决二维扫描测试问题的基本工具.其作用是动态地测量和跟踪扫描镜的转动角度和步进步距角,从而检测二维扫描辐射计的精度.     

TeO2二维声光扫描系统第二级器件的设计

本文运用超声跟踪反常声光作用的设计思想，对ＴｅＯ＿２二维声光扫描系统的第二级器件进行了设计。分析了第二级ＴｅＯ＿２器件工作在旋转角度变化情况下的θ＿ａ－ｆ曲线和ＢＬ－ｆ曲线。分析表明，器件工作状态对光旋转角的正负变换是对你的；相邻换能器中心距Ｓ和超声偏置角γ＿０两个设计多数必须取旋转角变化范围（０，）中某一值对应的优化值，从而使第二级器件在任何值的工作状态下边带内的超声损耗不均匀性皆小于规定值。设计结果表明，在倍频程带宽和通带内超声损耗不均匀性小于１．５ｄＢ的条件下，第二级ＴｅＯ＿２器件的最大换能片总数可取至１３，而相同条件下的第一级器件最大换能片总数为１５．相对声光互作用长度较第一级器件仅降低１４％。     

二维光束扫描镜的非线性失真

本文通过坐标变换导出了一种二维光束扫描系统的光束矢量表达式，利用该表达式对扫描光栅的非线性畸变作了讨论，指出，这种畸变只在第一反射镜（本文中的Ａ镜）的扫描方向上发生。而畸变的程度则与第二反射镜（Ｂ镜）的偏转角有关。     

二维扫描镜扫描特性理论分析

在航天遥感仪器中,为了缩小二维指向镜的大小可将45°镜偏转一定角度,如60°镜.在光学反射矢量理论基础上,对不同角度指向镜的摆动范围、像旋特性进行分析比较.从扫描特性角度分析了倾斜扫描镜使其减小尺寸的可行性.     

二维扫描型激光雷达的扫描特性分析

在光反射矢量理论和反射镜转动定理的基础上,结合反射镜转轴与镜面的偏心距所产生的影响对二维扫描成像特性进 行了分析,给出了单点二维扫描的公式,并以此为基础得到了仿真图像。同时对线状发射光的反射情形进行了理论计算,给出了二维扫 描镜的联合作用矩阵,得到了经过二维扫描镜两次反射后线状发射光在目标面上的投影长度以及偏转角,为后续的数据处理提供了一些 参考依据。最后对二维扫描镜的形状进行了设计分析,以保证在满足接收视场的情况下最大程度地利用扫描镜镜面,降低扫描镜的转动惯 量,从而降低负载电机的功耗。     

钛合金二维扫描激光超声检测方法研究

钛合金材料缺陷危害性大,须进行健康状况监测。激光超声检测技术具有非接触、快速、高效等优点,可以满足钛合金结构的实时健康监测。该文研究了激光热弹激发超声应力的机理,在分析一维扫描激光超声检测效率的基础上,构建了非接触式二维扫描激光超声检测系统,用于钛合金结构健康状况的实时在线检测。实验结果表明,激光超声检测技术能有效用于钛合金结构健康检测;该系统可同时实现两个方向检测,相同条件下,检测效率较一维扫描提高约50%;实验装置简单,易于实现完全非接触式检测,可满足钛合金结构在工程实践中的实时在线检测,且可进行缺陷的定位检测。     

被动太赫兹成像二维扫描技术

太赫兹成像受探测器像元数少和无法进行大规模面阵集成的限制,大视场成像不可避免地要用到二维扫描。45°镜具有尺寸小,稳定性好,幅宽大等特点,可以用来实现被动太赫兹二维扫描成像。详细分析了45°镜扫描成像的工作原理和扫描方式,提出了绕Z轴摆动实现水平扫描,绕Y轴摆动实现垂直步进的扫描方案,计算了扫描轨迹,边沿视场成像畸变约3.2%,并通过成像实验对扫描方案进行了验证,得到了大视场下的被动太赫兹二维扫描图像。     

相控阵雷达二维成像实验研究

Ｌ波段相控阵雷达用来对飞机进行ＩＳＡＲ二维成像，无论就雷达体制还是波段，在国内外都未见报道。本文介绍了这项研究成果的系统方案运动补偿方法，并列出多种民航机成像的实验结果。     

45°二维扫描镜扫描轴系特性分析

对工作于三轴稳定平台的45°扫描镜绕不同轴系摆动时的摆动范围及扫描轨迹进行了分析比较,给出了扫描镜选用不同轴系时的扫描摆动角度的计算方法,在工程应用中具有重要实用意义.     

三轴稳定静止气象卫星成像仪二维光机扫描成像特性分析

对三轴稳定静止气象卫星成像仪二维驱动下的摆动平面镜、摆动４５°镜两种扫描形式的成像特点进行比较分析,给出了不同扫描模式下的光轴扫描轨迹和像旋转计算公式,以及机械扫描与光学扫描角度关系