[发明专利]一种在轨重构的多模式空间光学相机

权利要求书

1.一种在轨重构的多模式空间光学相机，其特征是：所述相机包括图像传感器组件、数字处理单元和存储器；

所述数字处理单元包括时序驱动模块、选择模块、通信控制模块、数据接收模块、数字域TDI模块和图像帧组模块；

所述时序驱动模块驱动图像传感器组件，所述选择模块用于选取存储器中的不同流程实现不同工作模式，所述数据接收模块接收图像传感器组件的图像数据，所述通信控制模块接收上位机控制指令并返回遥测参数，所述数字域TDI模块用于数字域TDI积分等效曝光时间达到百毫秒级，所述图像帧组模块用于成像；

所述数字处理单元采用FPGA，通过工作流程切换机制，每种模式都独占FPGA的全部硬件资源；

所述图像传感器组件包括多谱段滤光片和面阵图像传感器；

多模式开窗采方法在同一套传感器与彩色滤光片组成的图像传感器组件上，通过修改图像传感器控制逻辑，实现不同的开窗方式，实现多光谱推扫、全色视频、全色夜光三种开窗方式，多光谱推扫模式下，在全色、RGB以及近红外五个谱段区域，均采用小开窗，实现数字域时间延迟积分，开窗行数与积分级数匹配，大幅降低了开窗总行数，使帧周期缩短至百微秒级，可用于亚米级高分辨彩色推扫成像；全色视频模式下，在全色谱段范围内，开尽量大的窗，配合卫星的凝视姿态，曝光时间可达几毫秒级，实现大面阵视频成像；在全色夜光模式下，开窗行设为几百行的中型开窗大小，利用数字处理部分的大容量高速缓存，实现高级数数字域TDI积分，等效曝光时间达到百毫秒级。

2.根据权利要求1所述的一种在轨重构的多模式空间光学相机，其特征是：所述面阵图像传感器采用高速面阵CMOS图像传感器，实现五谱段多光谱成像。

3.根据权利要求1所述的一种在轨重构的多模式空间光学相机，其特征是：所述存储器存储有包括引导流程、多光谱推扫流程、视频成像流程、夜光成像流程。

4.根据权利要求3所述的一种在轨重构的多模式空间光学相机，其特征是：所述引导流程调用选择模块和通信控制模块；引导流程加载到数字处理单元FPGA内运行，当通信控制模块接收到流程切换指令时，选择模块将需要加载的流程映射对应的起始地址，导入FPGA内，实现模式切换。

5.根据权利要求3所述的一种在轨重构的多模式空间光学相机，其特征是：所述多光谱推扫流程调用时序驱动模块、数据接收模块、数字域TDI模块、通信控制模块和图像帧组模块；

所述所述多光谱推扫流程实现图像传感器的离散多窗口开窗驱动、多谱段级数可调整的数字域延迟积分累加、遥测遥控通信以及图像数据帧格式编排与发送，在高速面阵CMOS图像传感器上实现多个谱段的TDI推扫成像。

6.根据权利要求3所述的一种在轨重构的多模式空间光学相机，其特征是：所述视频成像流程调用时序驱动模块、数据接收模块、数字域TDI模块、通信控制模块和图像帧组模块；

所述视频成像流程实现图像传感器的大面阵全开窗驱动、面阵大幅面图像的缓存与数据流整理，与遥测遥控通信以及图像数据帧格式编排与发送，用于大面阵视频成像。

7.根据权利要求3所述的一种在轨重构的多模式空间光学相机，其特征是：所述夜光成像流程调用时序驱动模块、数据接收模块、数字域TDI模块、通信控制模块和图像帧组模块；

所述夜光成像流程实现图像传感器的单线阵高级数开窗驱动，高级数可调节的数字域延迟积分累加，与遥测遥控通信以及图像数据帧格式编排与发送，用于夜光高级数数字域TDI成像。