空间相机像移补偿机构及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种空间相机像移补偿机构及其控制方法，该空间相机像移补偿机构包括：固定机构，固定机构包括光栅尺和导轨，光栅尺和导轨固定连接；运动机构，运动机构包括读数头和空间相机成像模块，读数头和空间相机成像模块固定连接；电机，电机包括电机定子和电机动子，电机通过电机定子与固定机构连接，电机动子与运动机构连接并用于驱动运动机构；光栅尺与读数头相对设置；运动机构与导轨滑动连接；本发明专利技术的空间相机像移补偿机构仅用一个电机驱动空间相机成像模块，使得空间相机成像模块拍摄的目标地物始终在焦面内保持相对静止，以实现像移补偿，并且降低了像移补偿机构的设计复杂度，降低了电子学成本。降低了电子学成本。降低了电子学成本。

【技术实现步骤摘要】
空间相机像移补偿机构及其控制方法


[0001]本专利技术涉及航天遥感
，尤其涉及空间相机像移补偿机构及其控制方法。

技术介绍

[0002]高分辨率成像系统在航天遥感领域发挥着重要作用，空间相机作为成像系统的核心部件，在卫星运动过程中进行成像时，由于成像目标在空间相机的焦面上会发生相对运动，导致图像出现严重的拖尾现象，即像移现象；现有像移补偿技术应用较多的是基于快速反射镜的光学元件补偿方式，快速反射镜的像移补偿机构是由反射镜、柔性铰链支撑、运动元件、位移传感器、控制电路等部分组成，并且需要至少4个相同的运动元件对角驱动柔性铰链支撑，使得反射镜运动，调整光路的方向进行像移补偿，可见快速反射镜的像移补偿机构的组成复杂，这提高了各分部件的组装难度，同时增加了像移补偿机构的设计复杂度，增加了电子学成本。
[0003]因此，如何降低像移补偿机构的设计复杂度以降低电子学成本，是急需解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于提出一种空间相机像移补偿机构及其控制方法，旨在解决如何降低像移补偿机构的设计复杂度以降低电子学成本的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供一种空间相机像移补偿机构，所述空间相机像移补偿机构包括：固定机构，所述固定机构包括光栅尺和导轨，所述光栅尺和所述导轨固定连接；运动机构，所述运动机构包括读数头和空间相机成像模块，所述读数头和所述空间相机成像模块固定连接；电机，所述电机包括电机定子和电机动子，所述电机定子与所述固定机构连接，所述电机动子与所述运动机构连接并用于驱动所述运动机构；所述光栅尺与所述读数头相对设置；所述运动机构与所述导轨滑动连接。
[0006]可选地，所述空间相机像移补偿机构还包括：控制单元；所述控制单元用于获取地面上注信息，并基于所述地面上注信息确定像移补偿信息；所述控制单元还用于获取所述读数头读取的所述光栅尺的信息，以确定所述空间相机成像模块的当前位置；所述控制单元还用于基于所述像移补偿信息和所述当前位置确定驱动信息，并将所述驱动信息输入所述电机，以使所述电机动子驱动所述运动机构带动所述空间相机成像模块在所述导轨进行像移补偿运动。
[0007]可选地，所述光栅尺和所述读数头之间的间距为1毫米至2毫米。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供一种空间相机像移补偿机构控制方法，其特征在于，所述空间相机像移补偿机构控制方法应用于空间相机像移补偿机构，所述空间相机像移补偿机构控制方法包括如下步骤：通过控制单元获取地面上注信息，基于所述地面上注信息确定像移补偿信息；通过所述控制单元确定空间相机像移补偿机构中的空间相机成像模块的当前位置；通过所述控制单元根据所述像移补偿信息和所述当前位置确定驱动信息，并基于所述驱动信息控制所述空间相机像移补偿机构中的电机带动所述空间相机成像模块进行像移补偿运动。
[0009]可选地，基于所述地面上注信息确定像移补偿信息的步骤包括：基于所述地面上注信息，确定空间相机像移补偿机构的相对地心运动速度，并基于所述相对地心运动速度确定相对地物运动速度；基于所述相对地物运动速度，确定所述空间相机像移补偿机构中的空间相机成像模块的像移补偿信息。
[0010]可选地，基于所述地面上注信息，确定空间相机像移补偿机构的相对地心运动速度，并基于所述相对地心运动速度确定相对地物运动速度的步骤包括：获取所述地面上注信息中对应的空间相机像移补偿机构的轨道高度，并获取地球等效半径，万有引力常数，地球质量；基于所述轨道高度、所述地球等效半径、所述万有引力常数和所述地球质量计算出所述空间相机像移补偿机构的相对地心运动速度；基于所述相对地心运动速度、所述轨道高度和所述地球等效半径，计算出所述空间相机像移补偿机构的相对地物运动速度。
[0011]可选地，所述像移补偿信息包括像移补偿速度和像移补偿量程，所述基于所述相对地物运动速度，确定所述空间相机像移补偿机构中的空间相机成像模块的像移补偿信息的步骤包括：获取所述空间相机像移补偿机构的相机焦距和轨道高度，并基于所述相机焦距、所述轨道高度和所述相对地物运动速度，计算出所述空间相机像移补偿机构中的空间相机成像模块的所述像移补偿速度；获取所述空间相机像移补偿机构的曝光时长，并基于所述曝光时长和所述像移补偿速度，计算出所述空间相机像移补偿机构中的空间相机成像模块的所述像移补偿量程。
[0012]可选地，通过所述控制单元确定空间相机像移补偿机构中的空间相机成像模块的当前位置的步骤包括：通过所述控制单元获取空间相机像移补偿机构中的读数头数据和光栅尺数据，并对所述读数头数据和所述光栅尺数据进行解码，得到空间相机像移补偿机构中的空间相机成像模块的当前位置。
[0013]可选地，通过所述控制单元根据所述像移补偿信息和所述当前位置确定驱动信息的步骤包括：通过所述控制单元将所述像移补偿信息和所述当前位置输入预先创建的编码器
中进行编码，生成控制信号；通过所述控制单元将所述控制信号输入预先创建的驱动模块，通过所述驱动模块基于所述控制信号生成驱动信息。
[0014]可选地，基于所述驱动信息控制所述空间相机像移补偿机构中的电机带动所述空间相机成像模块进行像移补偿运动的步骤包括：将所述驱动信息输入所述空间相机像移补偿机构中的电机，通过所述电机根据所述驱动信息控制所述电机中的电机动子进行运动，以带动所述空间相机成像模块进行像移补偿运动。
[0015]本专利技术提出的空间相机像移补偿机构包括：固定机构，固定机构包括光栅尺和导轨，光栅尺和导轨固定连接；运动机构，运动机构包括读数头和空间相机成像模块，读数头和空间相机成像模块固定连接；电机，电机包括电机定子和电机动子，电机通过电机定子与固定机构连接，电机动子与运动机构连接并用于驱动运动机构；光栅尺与读数头相对设置；运动机构与导轨滑动连接；本专利技术的空间相机像移补偿机构仅用一个电机驱动空间相机成像模块，使得空间相机成像模块拍摄的目标地物始终在焦面内保持相对静止，以实现像移补偿，并且降低了像移补偿机构的设计复杂度，降低了电子学成本。本专利技术提出的空间相机像移补偿机构控制方法，通过控制单元获取地面上注信息，基于所述地面上注信息确定像移补偿信息；通过所述控制单元确定空间相机像移补偿机构中的空间相机成像模块的当前位置；通过所述控制单元根据所述像移补偿信息和所述当前位置确定驱动信息，并基于所述驱动信息控制所述空间相机像移补偿机构中的电机带动所述空间相机成像模块进行像移补偿运动；通过确定空间相机像移补偿机构中的空间相机成像模块的像移补偿信息和当前位置，并基于像移补偿信息和当前位置确定驱动信息，基于驱动信息控制空间相机像移补偿机构中的空间相机成像模块进行运动，实现像移补偿，可有效的补偿曝光时间内的像移现象，提高成像质量。
附图说明
[0016]图1是本专利技术空间相机像移补偿机构的一实施例的结构示意图；图2为本专利技术空间相机像移补偿机构控制方法的实施例流程示意图；图3为本专利技术控制单元的控制流程示意图。
[0017]附图标号说明：标号名称标号名称1电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空间相机像移补偿机构，其特征在于，所述空间相机像移补偿机构包括：固定机构，所述固定机构包括光栅尺和导轨，所述光栅尺和所述导轨固定连接；运动机构，所述运动机构包括读数头和空间相机成像模块，所述读数头和所述空间相机成像模块固定连接；电机，所述电机包括电机定子和电机动子，所述电机定子与所述固定机构连接，所述电机动子与所述运动机构连接并用于驱动所述运动机构；所述光栅尺与所述读数头相对设置；所述运动机构与所述导轨滑动连接。2.如权利要求1所述的空间相机像移补偿机构，其特征在于，所述空间相机像移补偿机构还包括：控制单元；所述控制单元用于获取地面上注信息，并基于所述地面上注信息确定像移补偿信息；所述控制单元还用于获取所述读数头读取的所述光栅尺的信息，以确定所述空间相机成像模块的当前位置；所述控制单元还用于基于所述像移补偿信息和所述当前位置确定驱动信息，并将所述驱动信息输入所述电机，以使所述电机动子驱动所述运动机构带动所述空间相机成像模块在所述导轨进行像移补偿运动。3.如权利要求1所述的空间相机像移补偿机构，其特征在于，所述光栅尺和所述读数头之间的间距为1毫米至2毫米。4.一种空间相机像移补偿机构控制方法，其特征在于，所述空间相机像移补偿机构控制方法应用于如权利要求2所述的空间相机像移补偿机构，所述空间相机像移补偿机构控制方法包括如下步骤：通过控制单元获取地面上注信息，基于所述地面上注信息确定像移补偿信息；通过所述控制单元确定空间相机像移补偿机构中的空间相机成像模块的当前位置；通过所述控制单元根据所述像移补偿信息和所述当前位置确定驱动信息，并基于所述驱动信息控制所述空间相机像移补偿机构中的电机带动所述空间相机成像模块进行像移补偿运动。5.如权利要求4所述的空间相机像移补偿机构控制方法，其特征在于，所述基于所述地面上注信息确定像移补偿信息的步骤包括：基于所述地面上注信息，确定空间相机像移补偿机构的相对地心运动速度，并基于所述相对地心运动速度确定相对地物运动速度；基于所述相对地物运动速度，确定所述空间相机像移补偿机构中的空间相机成像模块的像移补偿信息。6.如权利要求5所述的空间相机像移补偿机构控制方法，其特征在于，所述基于所述地面上注信息，确定空间相机像移补偿机构的相对地心运动速度，并基于所述相对地心...

【专利技术属性】
技术研发人员：费强，孙景旭，谢虹波，谢新旺，李淑贤，任建岳，
申请(专利权)人：季华实验室，
类型：发明
国别省市：