国家自然科学基金(61108066)
- 作品数：49 被引量：272H指数：10
- 相关作者：刘金国龙科慧武星星左洋王智更多>>
- 相关机构：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所中国科学院大学中国科学院研究生院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金吉林省科技发展计划基金国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术自动化与计算机技术电子电信机械工程更多>>
- 基于μC/OS-Ⅱ的空间相机下位机系统设计
- 2013年
- 分析了μC/OS-Ⅱ在小卫星相机分系统中应用的优点及可行性。主要介绍了一种基于浮点型DSP和嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ的空间相机下位机系统设计方法,并通过CAN总线实现了与上位机的通信,RS485总线实现与调焦、成像等单元的通信。最后给出了通信控制与调焦控制的实验结果,结果表明该方法设计的相机下位机结构简单、成本低、数据处理能力强且可靠性高、实时性较好。
- 时亚丽刘金国陈佳豫李广泽吕世良
- 关键词：实时操作系统
- 基于FPGA和TSC695F的空间相机控制器设计被引量：2
- 2013年
- 随着空间相机的应用领域从对地观测拓展到行星际探测,对系统的抗辐射能力、重量、功耗和可靠性有了更高的要求。采用耐辐射FPGA RT54SX72S和TSC695F进行了空间相机控制器的设计,用RT54SX72S实现行周期信号产生、OC指令锁存、地址译码及A/D控制锁存等相机控制功能,在提高系统可靠性的同时减小体积、减轻重量、降低功耗。给出了FPGA中各功能模块的具体实现方法和部分VHDL源码。实验结果表明,各功能模块的实现方法正确可行,相机控制器工作可靠,满足总体技术指标要求。
- 武星星刘金国
- 关键词：空间相机FPGA
- 长焦距大口径连续变焦距光学系统被引量：11
- 2014年
- 为了实现对远距离目标的实时跟踪与测量,设计了口径为650 mm,焦距为5 000～2 000 mm的连续变焦距光学系统.提出了牛顿式折反射光学系统与倒置的连续变焦距光学系统组合的设计方法,实现了光瞳的合理匹配与对接.确定了合适的入瞳位置,消除了变焦过程中像面容易产生的鬼像.通过合理匹配主系统和变焦距系统的光焦度,使得二级光谱最小化.运用CODEV软件对各焦距位置的像差进行优化与平衡,使变焦距光学系统在各焦距位置的像差均得到校正与平衡,像面保持严格的一致性,从而各焦距位置成像质量良好.实验显示该系统全视场平均传递函数均在0.524以上（Nyquist频率：35 lp/mm）,满足使用要求.
- 田铁印王红
- 关键词：光学设计像质
- 非均匀采样莫尔条纹信号的分析与处理被引量：15
- 2015年
- 为了动态、实时地测量光电编码器在变速转动情况下的细分误差,提出了一种莫尔条纹信号的非均匀采样分析与处理方法。利用傅里叶级数原理构造了实际情况下的莫尔条纹信号方程,根据编码器在不同转速下的实时采样,揭示了莫尔条纹信号的非均匀采样特征。鉴于信号采样的非均匀性,采用曲线拟合的最小二乘法重构莫尔条纹信号,利用离散傅里叶变换算法分析重构信号并求出波形参数。通过信号参数与细分误差的关系式,测量了编码器动态细分误差。采用该方法对21位绝对式光电编码器莫尔条纹信号进行了分析和处理,两次测试得到其动态细分极值误差为+3.21″、-4.69″和+3.45″、-4.81″。实验结果表明,该方法可以有效地分析和处理编码器在非匀速转动下产生的变频莫尔条纹信号,精确地测量编码器的动态细分误差,为工作现场编码器误差的实时检测与修正奠定了基础。
- 左洋龙科慧刘金国刘兵周磊乔克
- 关键词：光电编码器莫尔条纹非均匀采样离散傅里叶变换
- 三线阵立体测绘相机时间系统优化与实时检测被引量：8
- 2012年
- 为了提高三线阵立体测绘相机的时间同步精度,对相机时间系统工作原理进行了分析,建立了三线阵立体测绘相机的相机时间同步误差模型,并根据该模型采取缩短行同步计数器查询周期等多项措施对相机时间系统进行优化。针对相机时间同步误差在摄影过程中会随相机控制器工作时序变化这一现象,提出了一种实时检测相机时间同步精度的方法,用于实时检测并全程记录摄影过程中相机时间同步误差的动态变化,解决了常规仪器由于存储深度不足而无法长期检测这一难题。利用该方法检测了优化后的三线阵立体测绘相机时间系统的时间同步精度,结果表明,摄影过程中三线阵立体测绘相机的时间同步误差≤74.8μs,相机时间同步误差绝对值≤11.2μs的概率不低于0.95,满足技术指标要求。
- 武星星刘金国
- 光电编码器快速地检系统显示功能设计
- 2014年
- 针对航空航天领域中高精度、高转速光电轴角编码器的性能检测问题,设计了一种基于航天级光电编码器的快速地检系统显示功能。系统可同时对多台光电编码器信号进行采集、处理、通信和显示,以DSP+CPLD为核心处理模块,CPLD控制高速A/D对光电编码器信号的采集与粗码数据锁存,DSP负责处理编码器精粗码信号和数据通讯与显示功能。经处理过的数据信息由自定义的通信接口通过双口RAM进行传输,利用外部按键控制LCD分别显示出从RAM中读取的每台编码器二进制和度分秒形式的角度位置信息。实验结果表明,该系统可同时处理多台编码器信号数据,并实现数据传输通信和显示功能,实时性好,可视性强,并且系统显示功能还可进一步扩展。
- 左洋龙科慧周磊乔克刘金国刘兵
- 关键词：光电编码器双口RAMLCD
- 航天编码器调试系统显示功能设计被引量：8
- 2012年
- 为实现航天编码器的高可靠性与稳定性,设计了一种针对航天编码器的调试系统显示模块。系统以单片机80C32E为核心处理器,实现编码器信号采集、处理、通讯和显示。在显示模块中,一是通过LED灯排显示二进制形式的角度信息,二是通过LCD液晶屏显示度分秒形式的角度信息。当调试编码器时,LED灯排显示适于专业人员监测编码器数据信息是否进位正常和读取角度信息;LCD液晶屏适于非专业人员查看编码器角度等信息。系统体积小,可视性好,方便编码器的调试。实验结果表明,该调试系统可同时显示两种方式角度信息,实时性好,数据读取方便,并且系统显示功能还可进一步扩展。
- 左洋龙科慧乔克刘金国
- 关键词：LCD显示
- 空间相机平台时间同步误差分析与改进研究被引量：1
- 2014年
- 时间同步误差是影响空间相机平面定位精度的重要因素,为了提高系统的可靠性,在星基导航授时失效时需要使用航天器的平台时间进行时间同步;详述了使用航天器平台时间进行时间同步的原理,在分析使用航天器平台时间进行时间同步时相机时间同步误差的各种影响因素的基础上,建立了平台时间同步误差模型;提出了减小航天器数管计算机和相机主控制器对平台时标转发延迟误差、采用低频差晶振、减小关中断时间、减小中断服务程序执行时间、缩短行同步计数器的查询周期等软件和硬件改进方法;最后通过实验对比了使用GPS高精度时间和使用航天器平台时间进行同步时所能达到的时间同步精度;实验结果表明,经过改进后使用航天器平台时间进行时间同步时,相机时间同步误差绝对值≤3.34ms,满足技术指标要求。
- 魏君成武星星刘金国周怀得
- 关键词：空间相机时间同步
- 空间高分辨率宽视场红外光学系统设计被引量：9
- 2014年
- 针对高分辨率、宽覆盖面积、全天时海洋目标的红外侦察与搜索需求,设计了一种大口径、长焦距的同轴折反射式中波红外光学系统。其工作轨道高度为1200km,波段为3.7~4.8μm,星下点地面像元分辨率优于10m。通过分析计算确定系统焦距为3000mm,相对孔径为1…4。采用镜头前组摆扫方式实现了视场角14.203°,地面覆盖宽度为300km。利用调焦机构在10℃~30℃温度范围内主动消热差,在奈奎斯特频率21lp/mm处全视场调制传递函数（MTF）大于0.39,接近衍射极限。实现了100%冷光阑匹配以抑制系统自身的杂散辐射。设计结果表明,该系统各项性能指标和结构的可实现性均满足要求。
- 梅贵翟岩苗健宇李广泽浦前帅
- 关键词：光学设计中波红外调制传递函数
- 基于地球椭球的空间相机侧摆摄影像移补偿被引量：12
- 2014年
- 高分辨率空间相机采用侧摆摄影模式来提高时间分辨率,而地球椭球等因素会使空间相机在侧摆摄影时不同视场位置的像移速度和偏流角不同。针对这一问题,推导了基于地球椭球的空间相机在侧摆摄影时不同视场位置的像移速度和偏流角计算公式。以某立体测绘卫星上携带的高分辨率相机为例,分析了侧摆摄影时统一和分片调整行周期与偏流角对调制传递函数的影响。分析和在轨测试实验表明,以传递函数下降5%为约束,侧摆10°摄影时,若积分级数大于22级,则应分片调整行周期。和统一调整行周期相比,积分级数为32级时,分片调整行周期沿轨方向的传递函数下降从10.28%减少到0.11%。而积分级数固定为16级时,统一调整行周期时的侧摆角不应超过13.2°。
- 武星星刘金国
- 关键词：空间相机像移地球椭球调制传递函数
