[发明专利]消除高速运动成像拖影的回扫系统

说明书

技术领域

本发明属于高速运动成像扫描技术领域，具体涉及一种消除高速运动成像拖影的回扫系统。

背景技术

传统的高速扫描成像系统，对目标的搜索与成像都是在高速振镜和线阵探测器配合使用下才能够实现，对于线阵探测器系统，其搜索速度慢，最高频率为25帧/秒。相应对于面阵探测器系统，如果目标运动速度较快，将会造成成像系统成像模糊或产生拖影现象，使得目标识别比较困难。

发明内容

本发明的目的在于克服现有高速搜索成像系统中存在的搜索速度慢、成像模糊、产生拖影等缺点，本提供一种消除高速运动成像拖影的回扫系统。

本发明的解决方案是：一种消除高速运动成像拖影的回扫系统，包括二维搜索镜、探测装置、控制装置，其特点是设置一回扫装置，回扫装置上的回扫反射镜配合二维搜索镜运动，二维搜索镜搜索到的影像反射到回扫反射镜，由探测装置对回扫反射镜上影像成像，控制装置控制回扫装置使回扫反射镜配合二维搜索镜运动；其中回扫反射镜配合二维搜索镜运动方式是：当二维搜索镜在对目标进行半球搜索时，控制装置控制回扫装置中的回扫反射镜扫描方向与二维搜索镜的搜索方向相反，回扫角速度与扫描角速度大小相同，当二维搜索镜方位搜索时，控制装置控制回扫装置中的回扫反射镜扫描方向与二维搜索镜的搜索方向相同。

本发明的原理是二维搜索镜在对目标进行半球搜索时，回扫装置中的回扫反射镜扫描方向将根据二维搜索镜的空间位置进行实时调整，在控制系统同步脉冲的作用下，回扫装置的回扫反射镜扫描方向始终与二维搜索镜的搜索方向相反，在探测系统相机的曝光时间内，回扫反射镜的回扫角速度与二维搜索镜的扫描角速度大小一致，方向相反，从而使成像系统上的图像相对静止，不产生成像拖影，系统能够清晰成像，从而能够大大提高对目标的识别能力。

 

本发明的解决方案中回扫装置包括旋转轴组件、回扫轴组件、回扫反射镜，旋转轴组件和回扫轴组件正交，回扫反射镜安装于回扫轴组件上。

本发明的解决方案中旋转轴组件包括旋转轴驱动电机和旋转轴编码器。回扫轴组件包括回扫轴驱动电机和回扫轴编码器。旋转轴和回扫轴理论上正交，确保两轴无耦合。控制装置利用旋转轴编码器和回扫轴编码器输出的位置信号控制旋转轴驱动电机和回扫轴驱动电机工作达到控制回扫装置往复扫描运动。当二维搜索镜方位搜索时，回扫装置的旋转轴与二维搜索镜的方位轴完全同步。当二维搜索镜俯仰搜索时，控制系统的同步脉冲触发回扫装置使回扫反射镜作往复扫描，此时回扫反射镜的扫描速度与二维搜索镜的俯仰轴扫描的速度大小完全一致，方向相反。该时段是成像系统的最佳曝光时间，相机上图像相对静止，无拖影，成像清晰。

本发明的解决方案中探测装置包括缩束器组件、衰减片、滤光片以及CCD相机或CMOS相机。

本发明的优点：本发明提供了一种消除高速运动成像拖影的回扫系统，该装置采用面阵扫描技术，并配置回扫装置，解决了成像拖影问题，并大大提高了二维搜索镜的搜索速度及定位精度，最高帧频可达到100帧/秒；取消了传统的光机扫描机构部件，大大减小了系统体积和重量，有利于狭小空间布局。

附图说明

图1是本发明消除高速运动成像拖影的回扫系统的示意图；

图2是本发明回扫装置的示意图；

图3是本发明旋转轴组件的示意图；

图4是本发明回扫轴组件的示意图。

具体实施方式

本发明实施例如图所示：

图1为本发明的消除高速运动成像拖影的回扫系统的示意图，装置包括二维搜索镜1、回扫装置2、探测系统3、控制系统4，二维搜索镜1搜索到的影像反射到回扫反射镜7，由探测装置3对回扫反射镜7上影像成像，二维搜索镜1在对目标进行半球搜索时，控制装置4控制回扫装置2中的回扫反射镜7扫描方向将根据二维搜索镜1的空间位置进行实时调整，在控制系统4同步脉冲的作用下，回扫装置2的回扫反射镜7扫描方向始终与二维搜索镜1的搜索方向相反，在探测系统相机的曝光时间内，回扫反射镜7的回扫角速度与二维搜索镜1的扫描角速度大小一致，方向相反，从而使探测系统3上的图像相对静止，不产生成像拖影，系统能够清晰成像，从而能够大大提高对目标的识别能力。