一种线列TDI型红外探测器面阵成像模式的实现方法技术

本发明专利技术公开了一种线列TDI型红外探测器面阵成像模式的实现系统，所述实现系统通过Bypass测试模式实现面阵成像模式输出，其包括：上位机、预处理装置和线列TDI型红外探测器，上位机发送面阵工作命令至预处理装置，预处理装置接收上位机命令后开始设置线列TDI型红外探测器控制寄存器，不断切换其中Bypass测试模式相关位的内容使探测器输出确定的像元列成像信号，预处理装置接收转换探测器输出的模拟成像信号，并最终将排列好的数字化成像数据发送至上位机，由上位机完成图像显示与存储。本发明专利技术简单易行，结果直观，开发周期短，提高了预处理装置集成度，为线列TDI型红外探测器的实用化提供技术支持。

【技术实现步骤摘要】
一种线列TDI型红外探测器面阵成像模式的实现方法
本专利技术属于红外成像
，涉及一种线列TDI型红外探测器面阵成像模式的实现方法。
技术介绍
线列TDI型红外探测器是遥感测绘领域的重要光电载荷，其TDI线列推扫的工作模式可实现大幅宽成像数据的采集，多光谱成像系统往往集成多个线列TDI型红外探测器，实现多光谱成像数据采集，为后期谱段融合提供基础。在多谱段线列TDI型红外探测器集成系统中，为确保成像数据的几何精度，扫描方向必须与探测器像元线列排布方向严格垂直；为确保谱段数据可融合，各线列TDI型红外探测器之间必须保证线列的一致性。在面阵型探测器的装调中，通常采用一字靶标寻找目标与像元之间的位置关系以确定线列方位，但线列TDI器件的常规工作模式为TDI积分，所得到的成像数据为多个像元共同作用的结果，不能有效建立像元排布与成像数据之间的关系，给系统集成装调增加了难度，在多光谱线列TDI型红外探测器系统集成静态装调过程中，若能够将成像数据与像元位置排布相对应，将极大地提高集成装调效率。所以，提出一种方法，能够实现线列TDI型红外探测器的面阵成像模式，输出所有像元信息，建立成像数据与像元位置排布之间的关系，对多光谱线列TDI型红外探测器系统集成装调具有重要意义。
技术实现思路
(一)专利技术目的本专利技术的目的是：提供一种线列TDI型红外探测器面阵成像模式的实现方法，使线列TDI型探测器在静态状态下工作于面阵成像模式，输出所有像元的成像数据，建立成像数据与像元位置排布之间的关系，拓展线列TDI型红外探测器的工作模式，为线列TDI型红外探测器的装调及其它应用提供技术支持。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种线列TDI型红外探测器面阵成像模式的实现系统，利用线列TDI型红外探测器的Bypass测试模式实现面阵成像模式输出，上位机发送面阵工作命令至预处理装置，预处理装置接收上位机命令后开始设置线列TDI型红外探测器控制寄存器，不断切换其中Bypass测试模式相关位的内容使探测器输出确定的像元列成像信号，预处理装置接收转换探测器输出的模拟成像信号，并最终将排列好的数字化成像数据发送至上位机，由上位机完成图像显示与存储。所述线列TDI型红外探测器通常工作于TDI积分模式，以512×6元线列TDI型红外探测器为例，在TDI积分模式下，探测器输出结果为6个像元的累加值，如果系统在静止状态下对一目标成像，其结果将6个像元成像效果合并，无法分辨每个像元具体成像信息，无法确定目标成像的具体位置；Bypass测试模式是所述线列TDI型红外探测器生产厂家用于探测器性能测试而预留的测试接口，该模式下可旁路TDI过程，可实现探测器像元的单列寻址，即每次设置成功后探测器就会输出6个线列中某一线列的512个像元数据，所述Bypass测试模式的实现通过设置所述线列TDI型红外探测器控制寄存器的DIR、BYPAS2及BYPAS1位实现，所述线列TDI型红外探测器控制寄存器在TDI积分工作模式下通常仅开机设置一次。所述预处理装置包括：通讯模块、探测器控制模块、模数转换模块、数据预处理模块、数据输出模块；其中，所述通讯模块用于与所述上位机通讯，解析所述上位机控制命令；所述探测器控制模块用于产生探测器工作时钟MC、积分时间INT、串行接口SERDAT信号以控制探测器工作状态，通过串行接口SERDAT信号访问所述线列TDI型红外探测器控制寄存器；所述模数转换模块用于数字化探测器输出的模拟信号；所述数据预处理模块用于将数字化后的成像数据按照图像采集格式打包；所述数据输出模块用于将打包后的成像数据发送至所述上位机。所述上位机用于发送命令控制所述预处理装置工作状态，并接收由所述预处理装置发来的图像数据。进一步地，线列TDI型红外探测器面阵成像模式的实现方法由以下步骤实现：步骤S1：开机并发送面阵工作命令。所述线列TDI型红外探测器正常开机工作，默认处于TDI积分工作模式中，所述上位机向所述预处理装置发送面阵工作命令；步骤S2：接收命令，设置探测器控制寄存器。所述预处理装置接收面阵工作命令，改变其所述探测器控制模块工作模式，所述探测器控制模块增加对所述线列TDI型红外探测器的控制寄存器的访问频率，探测器每输出完整的512个数据算作一个行周期，则所述探测器控制模块对所述线列TDI型红外探测器控制寄存器的修改设置由TDI积分工作模式时的仅开机设置一次增加到了每个行周期设置一次，所述探测器控制模块在行空闲期t1时刻打开寄存器修改窗口，将DIR、BYPAS2、BYPAS1三位数据修改，空闲期结束后，寄存器修改窗口关闭，所述线列TDI型红外探测器控制寄存器内容以串行方式写入所述线列TDI型红外探测器，探测器将在下一个行周期按照t1时刻设置的寄存器内容工作，而在再下一周期才能真正输出与t1时刻设置相对应的探测器数据，所以，所述线列TDI型红外探测器控制寄存器设置时刻与与其相对应的探测器数据之间存在两个行周期的延迟；所述探测器控制模块按照探测器说明书每行修改DIR、BYPAS2、BYPAS1三位数据为确定的内容，探测器便可按照顺序依次输出第1列至第6列的单列成像数据；步骤S3：转换数据预处理模式。所述模数转换模块接收到所述线列TDI型红外探测器输出的单列成像数据，将其数字化后输入所述数据预处理模块，所述数据预处理模块在所述预处理装置收到面阵工作命令后，也改变了工作模式，将TDI积分工作时的奇偶数据延迟合成模式改变为面阵工作时的直接奇偶合成模式，即不再进行若干行成像数据的缓存，奇区与偶区的成像数据均为同一曝光时刻产生的数据，但为了增加所述预处理装置的兼容性、降低系统复杂度，面阵工作模式下不改变所述预处理装置的输出图幅与图像输出时刻，这要求所述探测器控制模块循环修改所述线列TDI型红外探测器控制寄存器中DIR、BYPAS2、BYPAS1三位数据，使探测器循环工作在第1列～第6列的单列图像输出模式；步骤S4：数据对齐。在数据传送到所述数据输出模块之前，必须确定打包数据第1行为所述线列TDI型红外探测器像元第1列数据，这样才能确保所述上位机采集显示的第1行是所述线列TDI型红外探测器像元第1列，步骤S2中已说明，所述线列TDI型红外探测器控制寄存器设置时刻与与其相对应的探测器数据之间存在两个行周期的延迟，步骤S3中指出，面阵工作模式采用TDI积分工作模式时的图像输出时刻，所以除步骤S2说明的两个行周期的延迟之外，面阵工作模式还应考虑TDI积分工作模式时奇偶延迟图像输出时刻带来的行周期延迟，所以，只要设定合适的输出延迟参数，就能保证所述上位机采集显示的第1行是所述线列TDI型红外探测器像元第1列；步骤S5：数据输出及采集显示。所述数据预处理模块将对齐后的成像数据发送给所述数据输出模块，所述数据输出模块通过接口芯片将数据发送给所述上位机，所述上位机采集到与TDI积分工作模式时相同图幅的面阵图像，步骤S3中还指出，所述探测器控制模块使所述线列TDI型红外探测器循环工作在第1列～第6列的单列图像输出模式，步骤S4中通过设定合适的输出延迟参数保证所述上位机采集显示的第1行是所述线列TDI型红外探测器像元第1列，所以所述上位机将采集到以6行为周期循环的图像，可利用裁剪方式仅显示前本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种线列TDI型红外探测器面阵成像模式的实现系统，其特征在于，所述实现系统通过Bypass测试模式实现面阵成像模式输出，其包括：上位机、预处理装置和线列TDI型红外探测器，上位机发送面阵工作命令至预处理装置，预处理装置接收上位机命令后开始设置线列TDI型红外探测器控制寄存器，不断切换其中Bypass测试模式相关位的内容使探测器输出确定的像元列成像信号，预处理装置接收转换探测器输出的模拟成像信号，并最终将排列好的数字化成像数据发送至上位机，由上位机完成图像显示与存储。

【技术特征摘要】
1.一种线列TDI型红外探测器面阵成像模式的实现系统，其特征在于，所述实现系统通过Bypass测试模式实现面阵成像模式输出，其包括：上位机、预处理装置和线列TDI型红外探测器，上位机发送面阵工作命令至预处理装置，预处理装置接收上位机命令后开始设置线列TDI型红外探测器控制寄存器，不断切换其中Bypass测试模式相关位的内容使探测器输出确定的像元列成像信号，预处理装置接收转换探测器输出的模拟成像信号，并最终将排列好的数字化成像数据发送至上位机，由上位机完成图像显示与存储。2.如权利要求1所述的线列TDI型红外探测器面阵成像模式的实现系统，其特征在于，所述线列TDI型红外探测器工作于TDI积分模式，所述Bypass测试模式的实现通过设置所述线列TDI型红外探测器控制寄存器的DIR、BYPAS2及BYPAS1位实现。3.如权利要求2所述的线列TDI型红外探测器面阵成像模式的实现系统，其特征在于，所述预处理装置包括：通讯模块、探测器控制模块、模数转换模块、数据预处理模块、数据输出模块；其中，所述通讯模块用于与所述上位机通讯，解析所述上位机控制命令；所述探测器控制模块用于产生探测器工作时钟、积分时间、串行接口信号以控制探测器工作状态，通过串行接口信号访问所述线列TDI型红外探测器控制寄存器；所述模数转换模块用于数字化探测器输出的模拟信号；所述数据预处理模块用于将数字化后的成像数据按照图像采集格式打包；所述数据输出模块用于将打包后的成像数据发送至所述上位机。4.一种线列TDI型红外探测器面阵成像模式的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：线列TDI型红外探测器开机并发送面阵工作命令；步骤S2：预处理装置接收命令，设置探测器控制寄存器；步骤S3：预处理装置转换数据预处理模式；步骤S4：数据对齐，在数据传送到所述数据输出模块之前，设定输出延迟参数，实现所述上位机采集显示的第1行是所述线列TDI型红外探测器像元第1列；步骤S5：数据输出及采集显示。5.如权利要求4所述的线列TDI型红外探测器面阵成像模式的实现系统，其特征在于，所述步骤S1中，所述线列TDI型红外探测器正常开机工作，处于TDI积分工作模式中，所述上位机向所述预处理装置发送面阵工作命令。6.如权利要求5所述的线列TDI型红外探测器面阵成像模式的实现系统，其特征在于，所述步骤S2中，所述预处理装置接收面阵工作命令，改变其所述探测器控制模块工作模式，所述探测器控制模块增加对所述线列TDI型红外探测器的控制寄存器的访问频率。7.如权利要求6所述的线列TDI型红外探测器面阵成像模式的实现系统，其特征在于，所述步骤S2中，所述线列TDI型红外探测器为512×6元线列TDI型红外探测器，探测器每输出完整的512个数据算作一个行周期，...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丰，沈玉秀，
申请(专利权)人：天津津航技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：天津,12