一种支持多自由度像移补偿功能的驱动电路制造技术

本申请属于航空航天技术领域，提供一种支持多自由度像移补偿功能的驱动电路，包括：相机控制器、多自由度像移补偿时序发生器、垂直驱动电路、支持二维方向电荷转移面阵CCD探测器、水平驱动电路、前端信号处理电路、接口电路，相机控制器与多自由度像移补偿时序发生器连接，多自由度像移补偿时序发生器分别与垂直驱动电路、支持二维方向电荷转移面阵CCD探测器和水平驱动电路连接，垂直驱动电路和水平驱动电路还与支持二维方向电荷转移面阵CCD探测器连接，支持二维方向电荷转移面阵CCD探测器与前端信号处理电路连接，前端信号处理电路与接口电路连接。本申请能够实现在不移动部件的前提下，进行横滚、俯仰、偏航及符合多自由度动态运动的片上补偿。态运动的片上补偿。态运动的片上补偿。

【技术实现步骤摘要】
一种支持多自由度像移补偿功能的驱动电路


[0001]本申请涉及航天航空
，具体涉及一种支持多自由度像移补偿功能的驱动电路。

技术介绍

[0002]在侦察过程中，侦察机为躲避敌方雷达的监视，需要做高速低空飞行。低空高速飞行大大提高飞机自身的战场生存能力和纵深侦察监视能力，但这时航空成像的靶面上会出现严重像移，导致航空成像模糊，像移的存在极大的影响了相机成像质量，使航摄图像的分辨率明显下降。当存在像移时拍摄到的目标轮廓不清晰，目标和周围背景间存在着或大或小的过渡区，它随像移的增大而扩大，当过渡区到达一定程度时就会导致相邻两目标的成像互相交叠甚至不能分辨。侦察飞机的飞行姿态除了进行前向飞行外，还会根据技战术的需求进行调整，如：俯仰、偏航和横滚以及复合多自由度运动。对应不同的飞行姿态，影像在靶面上会留下不同的像移轨迹。因此，对载机飞行姿态产生的姿态角进行补偿具有重要意义。针对载机飞行姿态对航空相机成像性能的影响和载机飞行姿态补偿方面，国内外学者已经对此展开了相关研究。由于航空相机的用途特殊，国外研究中有关平台姿态像移补偿的相关资料保密较严，相关文献介绍有限。
[0003]目前发展起来的像移补偿方法主要从三个角度出发：一是采用电子学手段，研制具有时间延迟积分(Time Delay and Integration，TDI)功能的CCD器件，针对具体CCD器件采用电荷转移驱动技术来控制积分时间内CCD的电荷转移速度,就可以进行像移补偿；二是对图像处理算法进行研究，通过后期图像处理实现模糊图像的清晰化或纠正像旋转，但是会损失图像信息；三是采用运动控制技术，通过控制惯性稳定平台、扫描反射镜、快速反射镜等来补偿运动成像引起的像移。这种方法对结构精度、可靠性、稳定性的要求非常高。
[0004]国内外航空相机针对相机补偿方法是利用机械、光学、图像、电子式像移补偿方法，机械、光学补偿系统会大幅增加航空相机的重量及体积；图象式像移补偿方法是一种事后补偿方法，无法具有实时性。目前报道的电子式像移补偿方法主要是利用TDICCD进行前向像移补偿及阶梯式分块补偿航空异速像移，而对航空相机横滚、俯仰、偏航及以上复合的多自由度运动没有给出一个好的解决方案，严重制约了像移补偿技术及高端CCD(支持横滚、俯仰、偏航及复合多自由度动态运动片上补偿CCD)的研制。

技术实现思路

[0005]鉴于此，有必要针对现有技术存在的缺陷提供提供一种支持多自由度像移补偿功能的驱动电路，实现在不移动部件的前提下，进行横滚、俯仰、偏航及符合多自由度动态运动的片上补偿，且能够降低成像系统质量、体积、功耗和成本。
[0006]为解决上述问题，本申请采用下述技术方案：
[0007]一种支持多自由度像移补偿功能的驱动电路，包括：相机控制器、多自由度像移补偿时序发生器、垂直驱动电路、支持二维方向电荷转移面阵CCD探测器、水平驱动电路、前端
信号处理电路、接口电路，所述相机控制器与所述多自由度像移补偿时序发生器连接，所述多自由度像移补偿时序发生器分别与所述垂直驱动电路、所述支持二维方向电荷转移面阵CCD探测器和所述水平驱动电路连接，所述垂直驱动电路和所述水平驱动电路还与所述支持二维方向电荷转移面阵CCD探测器连接，所述支持二维方向电荷转移面阵CCD探测器与所述前端信号处理电路连接，所述前端信号处理电路与所述接口电路连接。
[0008]进一步的，所述多自由度像移补偿时序发生器包括：主时序发生器、垂直电荷转移总线接口模块、垂直方向像移补偿定时控制模块、垂直方向像移时序产生模块、水平电荷转移总线接口模块、水平方向像移补偿定时控制模块、水平方向像移时序产生模块；
[0009]所述相机控制器与所述垂直电荷转移总线接口模块、所述水平电荷转移总线接口模块、所述主时序产生模块连接，所述水平电荷转移总线接口模块与水平方向像移补偿定时控制模块连接，所述水平方向像移补偿定时控制模块与所述水平方向像移时序产生模块连接，所述垂直电荷转移总线接口模块与所述垂直方向像移补偿定时控制模块连接，所述垂直方向像移补偿定时控制模块与所述垂直方向像移时序产生模块连接，所述垂直方向像移时序产生模块与所述垂直驱动电路连接，所述水平方向像移时序产生模块与所述水平驱动相连接。
[0010]进一步的，所述主时序产生模块用于产生航空相机不进行像移补偿时候所需水平驱动时序、垂直驱动时序；所述垂直电荷转移总线接口模块用于接收所述相机控制器传来的垂直方向像移补偿时间间隔信息；所述垂直方向像移补偿定时控制模块用于在曝光期间根据时间间隔信息产生定时脉冲，并且根据垂直工作状态产生垂直像移补偿所需触发信号及时序切换信号；所述垂直方向像移时序产生模块根据定时脉冲产生垂直方向像移补偿驱动时序；所述水平电荷转移总线接口模块用于接收所述相机控制器传来的水平方向像移补偿时间间隔信息；所述水平方向像移补偿定时控制模块用于在曝光期间根据时间间隔信息产生定时脉冲，并且根据水平工作状态产生水平像移补偿所需触发信号及时序切换信号；所述水平方向像移时序产生模块根据定时脉冲产生水平方向像移补偿驱动时序。
[0011]进一步的，所述支持二维方向电荷转移面阵CCD探测器用于对航空相机多自由度像移进行补偿。
[0012]进一步的，所述支持二维方向电荷转移面阵CCD探测器具有以行和列排列的像素，所有像素在行和列方向以相同或者不同的速率传送像素信息，驱动电路可在行和列的方向控制电荷沿着行和列方向分别驱动电荷进行电荷转移。
[0013]进一步的，所述相机控制器根据接收到的飞机及探测器信息用于航空相机多自由度像移补偿的任务参数并将任务参数发送给所述多自由度像移补偿时序发生器。
[0014]进一步的，所述前端信号处理电路将所述支持二维方向电荷转移面阵CCD探测器输出的模拟信号进行相关双采样、可控增益放大、暗电平箝位补偿和模数转换；所述接口电路负责将模数转换器产生的数字图像信号从相机输出，并提供与上位机进行通信的接口。
[0015]进一步的，所述相机控制器利用单片机开发，所述多自由度像移补偿时序发生器利用FPGA开发，所述支持二维方向电荷转移面阵CCD探测器为定制化探测器，所述垂直驱动电路、所述水平驱动电路利用专用芯片开发，所述前端信号处理电路利用专用芯片开发，所述接口电路利用专用芯片开发。
[0016]本申请采用上述技术方案具备下述效果：
[0017]本申请的支持多自由度像移补偿功能的驱动电路，包括：相机控制器、多自由度像移补偿时序发生器、垂直驱动电路、支持二维方向电荷转移面阵CCD探测器、水平驱动电路、前端信号处理电路、接口电路，能够实现在不移动部件的前提下，进行横滚、俯仰、偏航及符合多自由度动态运动的片上补偿，且能够降低成像系统质量、体积、功耗和成本。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种支持多自由度像移补偿功能的驱动电路，其特征在于，包括：相机控制器、多自由度像移补偿时序发生器、垂直驱动电路、支持二维方向电荷转移面阵CCD探测器、水平驱动电路、前端信号处理电路、接口电路，所述相机控制器与所述多自由度像移补偿时序发生器连接，所述多自由度像移补偿时序发生器分别与所述垂直驱动电路、所述支持二维方向电荷转移面阵CCD探测器和所述水平驱动电路连接，所述垂直驱动电路和所述水平驱动电路还与所述支持二维方向电荷转移面阵CCD探测器连接，所述支持二维方向电荷转移面阵CCD探测器与所述前端信号处理电路连接，所述前端信号处理电路与所述接口电路连接。2.根据权利要求1所述的支持多自由度像移补偿功能的驱动电路，其特征在于，所述多自由度像移补偿时序发生器包括：主时序发生器、垂直电荷转移总线接口模块、垂直方向像移补偿定时控制模块、垂直方向像移时序产生模块、水平电荷转移总线接口模块、水平方向像移补偿定时控制模块、水平方向像移时序产生模块；所述相机控制器与所述垂直电荷转移总线接口模块、所述水平电荷转移总线接口模块、所述主时序产生模块连接，所述水平电荷转移总线接口模块与水平方向像移补偿定时控制模块连接，所述水平方向像移补偿定时控制模块与所述水平方向像移时序产生模块连接，所述垂直电荷转移总线接口模块与所述垂直方向像移补偿定时控制模块连接，所述垂直方向像移补偿定时控制模块与所述垂直方向像移时序产生模块连接，所述垂直方向像移时序产生模块与所述垂直驱动电路连接，所述水平方向像移时序产生模块与所述水平驱动相连接。3.根据权利要求2所述的支持多自由度像移补偿功能的驱动电路，其特征在于，所述主时序产生模块用于产生航空相机不进行像移补偿时候所需水平驱动时序、垂直驱动时序；所述垂直电荷转移总线接口模块用于接收所述相机控制器传来的垂直方向像移补偿时间间隔信息；所述垂直方向像移补偿定时控制模块用于在曝光期间根据时间间隔信息产生定时脉冲，并且根据垂直工作状态产生垂直...

【专利技术属性】
技术研发人员：任航，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：