【技术实现步骤摘要】
本公开实施例涉及红外成像，尤其涉及一种基于fpga的红外面阵扫描成像系统及方法。
技术介绍
1、在地面防护跟踪警戒系统中，要实现360度扫描成像，一般采用的是线列红外探测器配合转台扫描机构成像，通过线列探测器在360度扫描后拼接为完整的图像。但线列探测器扫描成像无法对图像进行跟踪，且伺服转台转动会导致线列红外探测器积分时红外焦平面和景物之间相对运动而产生画面模糊。
技术实现思路
1、为了避免现有技术的不足之处，本专利技术提供一种基于fpga的红外面阵扫描成像系统及方法，用以解决现有技术中存在线列探测器扫描成像无法对图像进行跟踪，且伺服转台转动会导致线列红外探测器积分时红外焦平面和景物之间相对运动而产生画面模糊的问题。
2、根据本公开实施例的第一方面，提供一种基于fpga的红外面阵扫描成像方法，该方法包括：
3、伺服转台按照第一周期进行匀速转动，每个所述第一周期所述伺服转台的固定位置向红外成像电路发送一个复位脉冲；
4、所述红外成像电路在fpga中收到所述复位脉冲后进行计数；
5、所述红外成像电路根据所述计数的结果设定第二周期，并根据所述第二周期向扫描摆镜发送驱动脉冲；
6、所述扫描摆镜根据所述驱动脉冲进行摆扫，当所述扫描摆镜进入线性区后，反馈给所述红外成像电路线性区信号；
7、所述红外成像电路收到所述线性区信号后，所述fpga产生积分信号控制所述红外探测器接受光学镜片组件汇聚的红外辐射光线，且所述红外探测器根据
8、所述伺服转台与所述红外成像电路，所述扫描摆镜与所述红外成像电路之间均通过低电压差分信号模式进行脉冲信号的传输。
9、所述伺服转台按照360°匀速连续转动，转速两档可调，所述伺服转台的运行周期为t，转速以422串口形式发送给所述红外成像电路，在所述伺服转台的零位发送复位信号lvds1给所述红外成像电路。
10、所述红外成像电路根据输出图像的帧频f对发送给所述扫描摆镜的驱动信号lvds2进行驱动，发送给所述扫描摆镜的所述驱动信号lvds2的脉冲个数为t*f。
11、所述fpga逻辑内设置帧计数cnt1和驱动脉冲计数cnt2两个计数器，收到所述伺服转台的所述复位信号后，所述帧计数cnt1和所述驱动脉冲计数cnt2清零并开始计数，每过1/f的时间所述帧计数cnt1再次清零，所述驱动脉冲计数cnt2加1并发送一个所述驱动脉冲，cnt2加到t*f后不再增加，直至被转台信号清零，如此循环，驱动所述扫描摆镜按照f的频率进行摆扫。
12、所述扫描摆镜在进入所述线性区时摆扫速度与所述伺服转台的速度匹配并抵消所述伺服转台产生的像移，所述红外成像电路的所述fpga逻辑设置积分计数器cnt3，所述红外成像电路收到所述扫描摆镜反馈的线性区信号lvds3后，所述积分计数器cnt3清零并开始自加，当达到满足的积分时间后所述积分计数器cnt3不变，积分信号输出给所述红外探测器。
13、所述扫描摆镜的线性区时长需大于红外探测器的积分时间。
14、根据本公开实施例的第二方面，提供一种基于fpga的红外面阵扫描成像系统，该系统包括：
15、伺服转台和红外成像机构，所述红外成像机构包括红外成像电路、红外探测器、光学镜片组件和扫描摆镜；
16、所述红外探测器、所述红外成像电路、所述光学镜片组件和所述扫描摆镜均安装在所述伺服转台上，所述伺服转台按照周期进行匀速转动，每个所述周期所述伺服转台的固定位置向所述红外成像电路发送一个复位脉冲，所述红外成像电路在fpga中收到所述复位脉冲后进行计数，所述红外成像电路按照所述固定周期向所述扫描摆镜发送驱动脉冲，所述扫描摆镜根据所述驱动脉冲进行摆扫，当所述扫描摆镜进入线性区后，反馈给所述红外成像电路线性区信号，所述红外成像电路收到所述线性区信号后，所述fpga产生积分信号控制所述红外探测器接受所述光学镜片组件汇聚的红外辐射，且所述红外探测器开始积分并成像输出。
17、所述红外探测器选用分辨率为640×512中波制冷型探测器，模拟输出通道为4路，面元大小25um，典型积分时间为3ms，最大读出时钟20mhz。
18、本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
19、本公开的实施例中，通过上述基于fpga的红外面阵扫描成像系统及方法，一方面，通过fpga接收伺服转台的周期触发信号，通过产生周期驱动信号驱动扫描摆镜，使摆镜的摆扫抵消伺服转台转动产生的像移，同时扫描摆镜在进入扫描线性区后反馈线性区信号给红外成像电路，红外成像电路基于线性区信号产生红外探测器积分信号，从而生成清晰的面阵图像。另一方面，可以实现在周扫系统中使用红外面阵探测器，兼具大角度范围成像和面阵探测器。
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1.一种基于FPGA的红外面阵扫描成像方法，其特征在于，该方法包括：
2.根据权利要求1所述基于FPGA的红外面阵扫描成像方法，其特征在于，所述伺服转台与所述红外成像电路，所述扫描摆镜与所述红外成像电路之间均通过低电压差分信号模式进行脉冲信号的传输。
3.根据权利要求2所述基于FPGA的红外面阵扫描成像方法，其特征在于，所述伺服转台按照360°匀速连续转动，转速两档可调，所述伺服转台的运行周期为T，转速以422串口形式发送给所述红外成像电路，在所述伺服转台的零位发送复位信号LVDS1给所述红外成像电路。
4.根据权利要求3所述基于FPGA的红外面阵扫描成像方法，其特征在于，所述红外成像电路根据输出图像的帧频f对发送给所述扫描摆镜的驱动信号LVDS2进行驱动，发送给所述扫描摆镜的所述驱动信号LVDS2的脉冲个数为T*f。
5.根据权利要求4所述基于FPGA的红外面阵扫描成像方法，其特征在于，所述FPGA内设置帧计数cnt1和驱动脉冲计数cnt2两个计数器，收到所述伺服转台的所述复位信号后，所述帧计数cnt1和所述驱动脉冲计数cnt2清
6.根据权利要求5所述基于FPGA的红外面阵扫描成像方法，其特征在于，所述扫描摆镜在进入所述线性区时摆扫速度与所述伺服转台的速度匹配并抵消所述伺服转台产生的像移，所述红外成像电路的所述FPGA内设置积分计数器cnt3，所述红外成像电路收到所述扫描摆镜反馈的线性区信号LVDS3后，所述积分计数器cnt3清零并开始自加，当达到满足的积分时间后所述积分计数器cnt3不变，积分信号输出给所述红外探测器。
7.根据权利要求6所述基于FPGA的红外面阵扫描成像方法，其特征在于，所述扫描摆镜的线性区时长需大于红外探测器的积分时间。
8.一种基于FPGA的红外面阵扫描成像系统，其特征在于，该系统包括：
9.根据权利要求8所述基于FPGA的红外面阵扫描成像系统，其特征在于，所述红外探测器选用分辨率为640×512中波制冷型探测器，模拟输出通道为4路，面元大小25um，典型积分时间为3ms，最大读出时钟20Mhz。
...【技术特征摘要】
1.一种基于fpga的红外面阵扫描成像方法，其特征在于，该方法包括：
2.根据权利要求1所述基于fpga的红外面阵扫描成像方法，其特征在于，所述伺服转台与所述红外成像电路，所述扫描摆镜与所述红外成像电路之间均通过低电压差分信号模式进行脉冲信号的传输。
3.根据权利要求2所述基于fpga的红外面阵扫描成像方法，其特征在于，所述伺服转台按照360°匀速连续转动，转速两档可调，所述伺服转台的运行周期为t，转速以422串口形式发送给所述红外成像电路，在所述伺服转台的零位发送复位信号lvds1给所述红外成像电路。
4.根据权利要求3所述基于fpga的红外面阵扫描成像方法，其特征在于，所述红外成像电路根据输出图像的帧频f对发送给所述扫描摆镜的驱动信号lvds2进行驱动，发送给所述扫描摆镜的所述驱动信号lvds2的脉冲个数为t*f。
5.根据权利要求4所述基于fpga的红外面阵扫描成像方法，其特征在于，所述fpga内设置帧计数cnt1和驱动脉冲计数cnt2两个计数器，收到所述伺服转台的所述复位信号后，所述帧计数cnt1和所述驱动脉冲计数cnt2清零并开始计数，每过1/f的时间所述帧...
【专利技术属性】
技术研发人员：马利峰，毛义伟，薛娜娜，靳昆昆，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所，
类型：发明
国别省市：
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