[发明专利]一种航空CCD成像系统及飞行器

说明书

技术领域

本发明涉及机载光电成像技术领域，尤其涉及一种航空CCD成像系统及飞行器。

背景技术

航空相机包括航空侦察相机，航空测绘相机，航空多光谱相机及成像光谱仪，在军事上主要可用于情报搜查、国防监测、变化检测、精确测图和目标指引等等方面，以根据机场跑道、导弹发射井、武器试验场和防御设施等目标的施工情况以及部队集结和武器部署等军事活动准备情况。因此世界许多国家都在积极研制航空相机，进行航空遥感工作。高分辨率航空CCD(charge coupled device)成像侦察相机作为航空相机的一个分支，在军事中应用越来越广泛，尤其是在对重点区域进行详细探测任务中，有着其它相机都不可取代作用。

目前，航空CCD成像系统中还存在着诸多不稳定因素，如：(1)CCD焦平面阵列中各探测单元的响应特性不一致；(2)光学系统加工存在装调误差，系统结构繁冗；(3)CCD焦平面输入驱动存在误差；(4)CCD焦平面存在无效探测单元；(5)相机工作温度变化较大；(6)相机读出电路本身非均匀性以及读出电路与探测器耦合的非均匀性会带来图像非均匀性，必须通过校正解决。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中航空CCD成像系统体积及重量大，图像存在非均匀性的技术问题，提供了一种航空CCD成像系统，一定程度上减小系统的体积和重量，同时有效校正图像的非均匀性。

本发明的实施例提供了一种航空CCD成像系统，所述CCD成像系统包括：

CCD传感器，用于将光信号转换为电信号；

预放电路，与CCD传感器连接，用于将CCD传感器输出的电信号进行放大操作；

A/D转换电路，与预放电路相连接，用于将放大后的电信号转换为数字信号；

FPGA电路，与A/D转换电路相连接，用于将数字信号进行非均匀性校正处理后通过其上设置的图像输出接口输出图像信号；

RS422通讯接口电路，用于FPGA电路与外接上位机进行通讯；

还包括电源电路，用于给所述CCD成像系统供电；

其中，所述FPGA电路，还用于发送CCD时序控制信号给所述CCD传感器，及发送AD控制信号给所述A/D转换电路；

所述CCD传感器及预放电路设置在第一电路板上，所述电源电路设置在第二电路板上，所述FPGA电路、A/D转换电路及RS422通讯接口电路设置在第三电路板上，所述第一电路板、第二电路板及第三电路板之间相互正交排布设置，第一电路板、第二电路板及第三电路板之间分别通过刚挠板相连接。

优选地，所述FPGA电路嵌入图像均匀性校正算法，用于在实验室条件下通过直径20cm输出均匀辐射源的积分球和通过测量输出辐射亮度的光谱辐亮度计结合所述均匀性校正算法计算校正参数。

优选地，所述FPGA电路针对CCD成像系统在十种不同基准光照条件下成像，根据每种光照条件下采集的图像数据计算对应的校正参数。

优选地，所述第三电路板上还设有隔离缓冲电路，所述隔离缓冲电路分别于CCD传感器及FPGA电路相连接，用于将FPGA产生的CCD时序控制信号进过电平转换后发送给所述CCD传感器。

优选地，所述第二电路板上还设有光耦隔离电路，所述光耦隔离电路与所述FPGA电路相连接，用于隔离输入FPGA电路的机械快门控制信号，同时用于隔离FPGA电路输出的机械快门反馈信号。

优选地，所述第一电路板、第二电路板及第三电路板的长×宽为3cm×3cm。

优选地，所述电源电路包括多个稳压器，电源电路将输出CCD成像系统中的母线电源通过所述稳压器变换成+1.2V，+2.5V，+5V，+15V，-1.2V的电源。

优选地，所述电源电路分别给所述CCD传感器、预放电路、A/D转换电路、FPGA电路及RS422通讯接口电路供电。

优选地，所述第三电路板上还设有图像输出电路，所述图像输出电路通过所述图像输出接口与所述FPGA电路相连接，用于将接收到的所述图像信号转化为图像数据进行传输。

本发明的实施例还提供一种飞行器，所述飞行器搭载了上述的航空CCD成像系统。

本发明的技术方案与现有技术相比，有益效果在于：通过将所述第一电路板、第二电路板及第三电路板之间相互正交排布设置，相互之间分别通过刚挠板相连接，有效缩小了系统体积，有效减小了系统重量，同时所述FPGA电路中具有图像非均匀性校正功能，有效校正图像的非均匀性，提高常规标定效率。

附图说明