一种提高TDI扫描仪扫描方向与TDI探测器扫描方向一致性对准精度的方法技术

本发明专利技术属于光学器件调校技术领域，具体涉及一种提高机载红外多光谱TDI扫描仪扫描方向与TDI探测器扫描方向一致性对准精度的方法。本发明专利技术将TDI扫描仪扫描方向与TDI探测器扫描方向一致性对准转换为TDI线列方向对准。TDI探测器线列方向像元数远远高于TDI级数，一般在15‑80倍之间。因此，通过TDI线列长度远远大于TDI级数而产生数量级的放大作用，达到提高扫描仪扫描方向与TDI探测器扫描方向一致性对准精度的目的。

A method to improve the alignment accuracy of the scanning direction of the TDI scanner and the scanning direction of the TDI detector

The invention belongs to the field of optical device adjustment technology, and specifically relates to a method to improve the alignment accuracy of airborne infrared multispectral TDI scanner and TDI detector's scanning direction consistency. The consistency of TDI scanning direction and TDI detector scanning direction alignment into TDI linear direction alignment. The TDI detector array direction pixel number is much higher than that of TDI series, generally between 15 to 80 times. Therefore, due to the magnitude of amplification by TDI line length is much larger than the TDI series, to improves the alignment precision of scanning direction and TDI detector scanning direction consistency objective.

【技术实现步骤摘要】
一种提高TDI扫描仪扫描方向与TDI探测器扫描方向一致性对准精度的方法
本专利技术属于光学器件调校
，具体涉及一种提高机载红外多光谱TDI扫描仪扫描方向与TDI探测器扫描方向一致性对准精度的方法。
技术介绍
早期，TDI扫描成像系统主要应用在航天领域，为了减少扫描机构的难度和复杂性，多选用TDI级数较少的探测器。随着技术的发展，高稳定、高精度扫描机构技术已经突破且成熟，TDI成像在航空领域的应用逐渐增多，航空领域中主要采用摆扫成像方式，通过摆扫可以实现大视场范围内的扫描成像，具备获取大幅宽、高信噪比目标图像的能力。多光谱与高光谱成像系统中，由于光谱的细分，使得单个像元获取的能量大大降低，限制了工程中的应用。而TDI探测器具有可以进行多级扫描信号累加的突出优点，很容易获取较高信噪比，因此，在多光谱与高光谱成像系统中多采用TDI探测器。影响TDI扫描成像系统成像质量的主要因素有两个：一个是扫描速度与TDI电子转移速度的匹配性；二是扫描仪扫描方向与TDI级数一致性对准精度。目前的研究都是针对速率失配对成像性能的影响分析，对扫描仪扫描方向与TDI探测器扫描方向一致性对准精度对成像质量的影响没有涉及。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术提出一种提高TDI扫描仪扫描方向与TDI探测器扫描方向一致性对准精度的方法，以解决如何提高对准精度的技术问题。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提出一种提高TDI扫描仪扫描方向与TDI探测器扫描方向一致性对准精度的方法，该方法包括如下步骤：S1、将TDI扫描仪与光电测试系统调为大致同轴；S2、将TDI扫描仪的光轴严格调为水平；S3、将TDI扫描仪的扫描方向调为水平；S4、在静态条件下，对TDI扫描仪加电，使TDI扫描仪的TDI探测器工作于面阵模式，采集光电测试系统中的铅锤细丝靶标的目标图像；S5、根据采集到的目标图像，计算出TDI探测器线列与细丝靶标的偏角；S6、根据计算得到的偏角，对TDI探测器进行微调，使TDI探测器线列与细丝靶标方向一致，并处于铅垂状态。进一步地，在步骤S2和S3中，通过自准直方法将TDI扫描仪的光轴和TDI扫描仪的扫描方向调为水平。进一步地，在无法通过一次微调，使TDI探测器线列与细丝靶标方向一致时，重复执行步骤S4和S5，进行多次调节。(三)有益效果本专利技术提出的提高TDI扫描仪扫描方向与TDI探测器扫描方向一致性对准精度的方法，将TDI扫描仪扫描方向与TDI探测器扫描方向一致性对准转换为TDI线列方向对准。TDI探测器线列方向像元数远远高于TDI级数，一般在15-80倍之间。因此，通过TDI线列长度远远大于TDI级数而产生数量级的放大作用，达到提高扫描仪扫描方向与TDI探测器扫描方向一致性对准精度的目的。附图说明图1为本专利技术实施例使用的对准系统示意图；图2为本专利技术实施例TDI扫描仪扫描方向与TDI探测器扫描方向存在偏角时的示意图；图3为本专利技术实施例TDI探测器线列与所述细丝靶标的偏角计算原理示意图；图4为本专利技术实施例TDI扫描仪扫描方向与TDI探测器扫描方向调整为一致时的示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。本实施例提出一种提高TDI扫描仪扫描方向与TDI探测器扫描方向一致性对准精度的方法，进行对准时使用的系统如图1所示，在TDI扫描仪和光电测试系统光路对准及调平后，铅锤细丝靶标与滚动轴平行，与俯仰轴垂直。当TDI探测器线列与细丝靶标平行时，扫描仪扫描方向必与TDI探测器扫描方向一致。该方法包括如下步骤：S1、将TDI扫描仪安装在装调专用工装上，将TDI扫描仪与光电测试系统调为大致同轴。S2、将莱卡经纬仪调为水平，将莱卡经纬仪瞄准TDI扫描仪的光学系统光轴，通过自准直方法将TDI扫描仪的光轴严格调为水平。S3、将莱卡经纬仪瞄准TDI扫描仪扫描方向的基准镜，通过自准直方法将TDI扫描仪的扫描方向调为水平。S4、在静态条件下，对所述TDI扫描仪加电，使所述TDI扫描仪的TDI探测器工作于面阵模式，采集所述光电测试系统中的铅锤细丝靶标的目标图像。S5、对采集到的目标图像进行处理，根据采集到的所述目标图像，如图2所示，计算出所述TDI探测器线列与所述细丝靶标的偏角，计算方法为：如图3所示，设铅锤细丝靶标的上、下两个端点位置，计算铅锤细丝靶标图像两端的位置坐标(x1，y1)、(x2，y2)，其中x1、x2为TDI级数方向的坐标，y1、y2为TDI线列方向的坐标。计算TDI线列与铅锤细丝靶标间的偏角θ，如公式(1)所示。当TDI扫描仪扫描方向与TDI探测器扫描方向偏角为θ时，计算TDI扫描仪扫描方向与TDI探测器扫描方向的最大偏离量d，如公式(2)所示：d＝θ×N(2)S6、根据计算得到的所述偏角，通过微调机构对所述TDI探测器进行微调，使所述TDI探测器线列与所述细丝靶标方向一致，并处于铅垂状态，如图4所示。S7、在无法通过一次微调，使所述TDI探测器线列与所述细丝靶标方向一致时，重复执行步骤S4和S5，进行多次调节。采用本实施例的方法，利用TDI探测器线列长度远远大于TDI级数长度产生的放大作用，提高TDI扫描仪扫描方向与TDI探测器扫描方向一致性对准精度。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高TDI扫描仪扫描方向与TDI探测器扫描方向一致性对准精度的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：S1、将TDI扫描仪与光电测试系统调为大致同轴；S2、将所述TDI扫描仪的光轴严格调为水平；S3、将所述TDI扫描仪的扫描方向调为水平；S4、在静态条件下，对所述TDI扫描仪加电，使所述TDI扫描仪的TDI探测器工作于面阵模式，采集所述光电测试系统中的铅锤细丝靶标的目标图像；S5、根据采集到的所述目标图像，计算出所述TDI探测器线列与所述细丝靶标的偏角；S6、根据计算得到的所述偏角，对所述TDI探测器进行微调，使所述TDI探测器线列与所述细丝靶标方向一致，并处于铅垂状态。

【技术特征摘要】
1.一种提高TDI扫描仪扫描方向与TDI探测器扫描方向一致性对准精度的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：S1、将TDI扫描仪与光电测试系统调为大致同轴；S2、将所述TDI扫描仪的光轴严格调为水平；S3、将所述TDI扫描仪的扫描方向调为水平；S4、在静态条件下，对所述TDI扫描仪加电，使所述TDI扫描仪的TDI探测器工作于面阵模式，采集所述光电测试系统中的铅锤细丝靶标的目标图像；S5、根据采集到的所述目标图像，计算出所述TDI探...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍家全，王珊珊，
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