航空相机对地成像模拟系统技术方案

本发明专利技术公开了一种航空相机对地成像模拟系统，包括：目标转鼓、平行光管、反射镜、隔热窗口和温度高度箱及航空相机，目标转鼓上设有目标，隔离窗口设于温度高度箱的底部，目标对准平行光管的焦平面，按设定的参数改变目标与平行光管的焦平面的轴向距离，产生一定的目标距离，目标转鼓驱动目标转动，产生一定的目标转速，目标转速与目标距离匹配，生成相应的速高比，目标产生的目标光线经平行光管、反射镜进入用于隔离气压和温度的隔离窗口，之后进入设于温度高度箱内的航空相机内进行成像，温度高度箱内部具有设定的温度和气压。本发明专利技术是一种能够把温度、高度、速度和高度等环节结合起来，实现地面实验室模拟相机在航空环境成像的系统。

Ground imaging simulation system for aerial camera

The invention discloses a method for aerial camera imaging simulation system, including: drum, light pipe, mirror, window insulation and temperature and the height of the box is provided with aerial camera, target target on a drum, a high temperature isolation window to the bottom of the box, aim at the focal plane parallel light pipe, according to the set changes of the parameters of the axial distance and the collimator focal plane, produce a certain target distance, target driven drum target rotation, has a certain target speed, target speed and target distance, and generate the corresponding target speed ratio, the goal of the ray through the collimator mirror into the window for isolation, isolation the pressure and temperature of the air, after entering the camera in temperature inside the box Height imaging, internal temperature high box with temperature and pressure setting. The invention is a system that combines temperature, height, speed and height to realize the imaging system of ground laboratory simulation camera in aviation environment.

【技术实现步骤摘要】
航空相机对地成像模拟系统
本专利技术涉及航空相机在地面研制阶段的成像模拟
，尤其涉及一种能够把温度、高度、速度和高度等环节结合起来，实现地面实验室模拟相机在航空环境成像的系统。
技术介绍
航空相机在航空环境条件下成像，不同于地面环境，要求在低气压、低温度、一定飞行高度和速度条件下成像，而不同的温度、气压和成像距离，会使相机光学系统的焦平面位置随之改变，而不同速度的飞行移动，则会使图像产生像移，上述情况均会造成成像分辨率的降低。为此，相机需要进行调焦和像移补偿，以提高图像分辨率。为实现上述功能，曾经的方法是：航空相机到外场校飞，在地面铺设靶标，飞行成像后，回到地面检测图像质量。这个过程往往要数个飞行架次。由飞行受航线和气候等因素影响，每飞行架次时间无法确定，造成了研制成本高，效率低。为此，构想一种能把温度、高度、速度和高度等环节结合起来，集成为光机电一体的半物理仿真系统，实现在地面实验室模拟相机在航空环境成像。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够把温度、高度、速度和高度等环节结合起来，实现地面实验室模拟相机在航空环境成像的系统。为了实现上述目的，本专利技术提供的技术方案为：提供一种航空相机对地成像模拟系统，包括：目标转鼓、平行光管、反射镜、隔热窗口和温度高度箱及航空相机，所述目标转鼓上设有目标，所述目标设于所述平行光管的焦平面上，并可沿所述平行光管的光轴方向移动，所述平行光管的中心对准所述反射镜的中心，所述反射镜的中心对准所述隔离窗口的中心，所述隔离窗口设于所述温度高度箱的底部，所述目标对准所述平行光管的焦平面，按设定的参数改变所述目标与所述平行光管的焦平面的轴向距离，产生一定的目标距离，所述目标转鼓驱动所述目标转动，产生一定的目标转速，所述目标转速与目标距离匹配，生成相应的速高比，所述目标产生的目标光线经所述平行光管、反射镜进入所述隔离窗口，之后进入设于所述温度高度箱内的所述航空相机内进行成像，所述温度高度箱内部具有设定的温度和气压。所述隔离窗口用于隔离气压和温度。还包括直线导轨，所述目标转鼓固定在所述直线导轨的滑块上。根据飞行情况，来确定所述目标距离和目标转速，所述目标距离和目标转速确所述定速高比。所述隔离窗口为双层光学玻璃中空结构，用于减缓所述温度高度箱内外的热传导速度，达到防止窗口玻璃结雾和平缓通光材料的温度梯度。所述隔离窗口为双层光学玻璃中空结构，所述双层光学玻璃结构内部形成隔离层，所述隔离层压力为所述温度高度箱内外压力差的一半，减小窗口玻璃的变形。所述温度高度箱内的气压可控，通过电控系统输入所述速高比数据和所述温度高度箱内的气压数据并传递给所述航空相机的控制器，使得所述航空相机的调焦和像移补偿控制实时精准。所述目标沿所述平行光管的光轴方向移动，改变成像距离，其中作为像面的目标移动量△X由成像距离X和焦距为f的平行光管确定，按牛顿公式：△X＝f2/X，改变△X可以满足不同距离的成像，所述目标转鼓上的所述目标的线速度v和移动距离△X确定了所述速高比v/X，此参数提供给所述航空相机的控制器，用于像移补偿。与现有技术相比，本专利技术航空相机对地成像模拟系统中，试验过程是：目标转鼓上电，按设定的速度、高度和亮度启动目标。目标光线经过平行光管和反射镜折转，通过隔离窗口进入温度高度箱，温度高度箱用于模拟高空温度高度环境的温度高度，光线进入相机光学系统，最后目标成像在相机像面上。相机在设定的温度压力环境中进行焦距自检，使焦平面和像面重合，按速高比数据调整像移补偿量。通过实时图像判读确认成像质量，调整相机相关参数，直至成像满足要求。本专利技术优点；实现了在地面实验室内，在模拟航空环境的温度高度及速度等环境下的成像，替代了低成本高效率的飞行成像试验。可应用于不同高度温度下成像试验。通过以下的描述并结合附图，本专利技术将变得更加清晰，这些附图用于解释本专利技术的实施例。附图说明图1为本专利技术航空相机对地成像模拟系统的一个实施例的示意图。具体实施方式现在参考附图描述本专利技术的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。如上所述，如图1所示，本专利技术实施例提供的航空相机对地成像模拟系统，包括：目标转鼓1、平行光管3、反射镜4、隔热窗口5和温度高度箱6及航空相机7，所述目标转鼓1上设有目标，所述目标设于所述平行光管3的焦平面上，并可沿所述平行光管3的光轴方向移动，所述平行光管3的中心对准所述反射镜4的中心，所述反射镜4的中心对准所述隔离窗口5的中心，所述隔离窗口5设于所述温度高度箱6的底部，所述目标对准所述平行光管3的焦平面，按设定的参数改变所述目标与所述平行光管3的焦平面的轴向距离，产生一定的目标距离，所述目标转鼓1驱动所述目标转动，产生一定的目标转速，所述目标转速与目标距离匹配，生成相应的速高比，所述目标产生的目标光线经所述平行光管3、反射镜4进入所述隔离窗口5，之后进入设于所述温度高度箱6内的所述航空相机7内进行成像，所述温度高度箱6内部具有设定的温度和气压。一个实施例中，如图1所示，所述隔离窗口5用于隔离气压和温度。所述隔离窗口5是环境隔离窗口，用于实现外界环境与所述温度高度箱6之间的环境过度。一个实施例中，如图1所示，还包括直线导轨2，所述目标转鼓1固定在所述直线导轨2的滑块上。当所述目标转鼓1通过所述滑块在所述直线导轨2上滑动时，所述目标位于所述平行光管3的焦平面上，并沿所述平行光管3的光轴方向移动。一个实施例中，如图1所示，根据飞行情况，来确定所述目标距离和目标转速，所述目标距离和目标转速确所述定速高比。所述目标转鼓1对准所述平行光管3的焦平面作为目标，按设定的参数改变目标与所述平行光管3焦平面的轴向距离，产生一定的目标距离。目标转速与目标距离匹配，会生成相应的速高比。一个实施例中，如图1所示，所述隔离窗口5为双层光学玻璃中空结构，用于减缓所述温度高度箱6内外的热传导速度，达到防止窗口玻璃结雾和平缓通光材料的温度梯度。一个实施例中，如图1所示，所述隔离窗口5为双层光学玻璃中空结构，所述双层光学玻璃结构内部形成隔离层，所述隔离层压力为所述温度高度箱6内外压力差的一半，减小窗口玻璃的变形。一个实施例中，如图1所示，所述温度高度箱6内的气压可控，通过电控系统输入所述速高比数据和所述温度高度箱6内的气压数据并传递给所述航空相机7的控制器，使得所述航空相机7的调焦和像移补偿控制实时精准。一个实施例中，如图1所示，所述目标沿所述平行光管3的光轴方向移动，改变成像距离，其中作为像面的目标移动量△X由成像距离X和焦距为f的平行光管3确定，按牛顿公式：△X＝f2/X，改变△X可以满足不同距离的成像，所述目标转鼓1上的所述目标的线速度v和移动距离△X确定了所述速高比v/X，此参数提供给所述航空相机7的控制器，用于像移补偿。需要说明的是，在本专利技术航空相机对地成像模拟系统中，相机焦平面和像面重合才能使成像清晰。此外，与飞行移位对应的像移需要补偿。首先，把目标发生器模拟速度数据和平行光管焦平面目标移动距离参数提供给相机，用以计算速高比造成的像移补偿。若图像有像移，则调整补偿量。温度高度箱产生温度和压力，造成相机焦平面偏离像面。相机调整焦平面使之与像面重合，若二者不能重合，那么再确认是否是相机自身问题。本模拟系统的构成形式：目标发生器坐落在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种航空相机对地成像模拟系统，其特征在于，包括：目标转鼓、平行光管、反射镜、隔热窗口和温度高度箱及航空相机，所述目标转鼓上设有目标，所述目标设于所述平行光管的焦平面上，并可沿所述平行光管的光轴方向移动，所述平行光管的中心对准所述反射镜的中心，所述反射镜的中心对准所述隔离窗口的中心，所述隔离窗口设于所述温度高度箱的底部，所述目标对准所述平行光管的焦平面，按设定的参数改变所述目标与所述平行光管的焦平面的轴向距离，产生一定的目标距离，所述目标转鼓驱动所述目标转动，产生一定的目标转速，所述目标转速与目标距离匹配，生成相应的速高比，所述目标产生的目标光线经所述平行光管、反射镜进入所述隔离窗口，之后进入设于所述温度高度箱内的所述航空相机内进行成像，所述温度高度箱内部具有设定的温度和气压。

【技术特征摘要】
1.一种航空相机对地成像模拟系统，其特征在于，包括：目标转鼓、平行光管、反射镜、隔热窗口和温度高度箱及航空相机，所述目标转鼓上设有目标，所述目标设于所述平行光管的焦平面上，并可沿所述平行光管的光轴方向移动，所述平行光管的中心对准所述反射镜的中心，所述反射镜的中心对准所述隔离窗口的中心，所述隔离窗口设于所述温度高度箱的底部，所述目标对准所述平行光管的焦平面，按设定的参数改变所述目标与所述平行光管的焦平面的轴向距离，产生一定的目标距离，所述目标转鼓驱动所述目标转动，产生一定的目标转速，所述目标转速与目标距离匹配，生成相应的速高比，所述目标产生的目标光线经所述平行光管、反射镜进入所述隔离窗口，之后进入设于所述温度高度箱内的所述航空相机内进行成像，所述温度高度箱内部具有设定的温度和气压。2.如权利要求1所述的航空相机对地成像模拟系统，其特征在于，所述隔离窗口用于隔离气压和温度。3.如权利要求1所述的航空相机对地成像模拟系统，其特征在于，还包括直线导轨，所述目标转鼓固定在所述直线导轨的滑块上。4.如权利要求1所述的航空相机对地成像模拟系统，其特征在于，根据飞行情况，来确定所述目标距离和目标转速，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李大伟，丁亚林，苏东风，刘明，
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：吉林,22