單傳感器結合光學復用鏡頭的電路控制裝置及其控制方法與流程

2023-06-10 20:13:26 2

本發明涉及光電探測成像領域，具體涉及單傳感器結合光學復用鏡頭的電路控制裝置及其控制方法。

背景技術：

多路光學鏡頭復用的大視場成像系統方法的理論基礎是稜鏡轉向和傳統單傳感器成像的結合，通過反射鏡組的旋轉實現不同位置轉向稜鏡在時域上對後面的成像系統的復用，從而實現大視場成像。多路光學鏡頭復用的大視場成像系統具有視場拼接只與偏移稜鏡有關，而與掃描運動無關；掃描鏡的控制要求低，勻速轉動，不需要在稜鏡位置停頓，轉動中有擺動也不影響成像的特點。同時該方法也可應用到可見光或其他波段，以滿足有大視場高解析度成像需求的應用場合。為了有效實現圖像拼接，各個角度圖像的空間對準和控制，與圖像採集的時序問題是系統設計的關鍵問題。對於光學系統中的掃描鏡組高速旋轉的穩定精確控制，以及掃描鏡組與傳感器工作時序的同步控制是需要解決的關鍵問題，如果對以上問題沒有較好的設計方法，會導致整個多路光學鏡頭復用的大視場成像系統圖像輸出出現錯誤，嚴重的會使得系統工作頻率降低，無法正常工作。

技術實現要素：

為了解決現有技術中存在的問題，本發明提供了一種單傳感器結合光學復用鏡頭的電路控制裝置及其控制方法，通過獲取鏡頭轉動狀態的運行數據，對單傳感器結合光學復用鏡頭的鏡頭轉動和傳感器運行進行同步控制及採集處理，利用精確的控制電路信號輸出，保證正確的時間同步數據採集，實現序列時序圖像的大解析度寬視場拼接輸出。

本發明解決技術問題所採用的技術方案如下：

單傳感器結合光學復用鏡頭的電路控制裝置，該裝置包括：反射鏡組、轉動機構、電路轉換器、圖像傳感器、控制機構和處理器；所述反射鏡組為在圓形支架上圓周均布多個反射鏡，每個反射鏡的圓心和其中任意一個反射鏡的邊緣上設置光電開關；控制機構轉動機構的轉軸與反射鏡組的圓心同軸，轉動機構上設置一個靶面，當所述處理器發送指令，控制機構控制轉動機構勻速轉動時，所述靶面依次與反射鏡組上的反射鏡重合時，觸發反射鏡中心的光電開關，電路轉換板採集反射鏡觸發信號後，產生圖像傳感器成像控制信號，圖像傳感器依次採集圖像，依次存儲到處理器當中；當靶面觸發到反射鏡組邊緣的光電開關時，電路轉換板採集反射鏡觸發信號後，產生圖像傳感器清零控制信號，則停止輸出視場圖像，通過處理器得到拼接重構的平滑無縫全景圖像。

單傳感器結合光學復用鏡頭的電路控制方法，該方法包括如下步驟：

步驟一：處理器發送指令，控制機構控制轉動機構勻速轉動時，所述靶面依次與反射鏡組上的反射鏡重合時，觸發反射鏡中心的光電開關，產生觸發同步信號，由電路採集該觸發信號並轉換成圖像傳感器的曝光信號，圖像傳感器依次採集圖像，依次存儲到處理器當中；

步驟二：重複執行步驟一：當靶面未觸發到反射鏡組邊緣的光電開關時，處理器依次接收圖像傳感器採集的圖像；當靶面觸發到反射鏡組邊緣的光電開關時，產生圖像拼接的零位信號，則停止輸出視場圖像，通過處理器得到圖像拼接重構成為平滑無縫全景圖像。

本發明的有益效果是：本發明能夠通過精確的電路控制，實時圖像採集處理，保證得到高幀頻大解析度圖像，避免了整個多路光學鏡頭復用的大視場成像系統圖像輸出出現錯誤，提高此類型設備的工作頻率和可靠性。最終實現光學系統中的靶面高速旋轉的穩定精確控制，以及反射鏡組與圖像傳感器工作時序的同步控制，技術上可以廣泛應用。

附圖說明

圖1本發明單傳感器結合光學復用鏡頭的電路控制裝置結構示意圖。

圖2本發明單傳感器結合光學復用鏡頭的電路控制方法的流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明做進一步詳細說明。

單傳感器結合光學復用鏡頭的電路控制裝置，該裝置包括：反射鏡組、轉動機構、圖像傳感器、控制機構和處理器；所述反射鏡組為在圓形支架上圓周均布多個反射鏡，每個反射鏡的圓心和其中任意一個反射鏡的邊緣上設置光電開關，這兩組光電開關分別控制圖像傳感器的曝光同步信號與圖像拼接的零位信號。控制機構轉動機構的轉軸與反射鏡組的圓心同軸，轉動機構上設置一個靶面，當所述處理器發送指令，控制機構控制轉動機構勻速轉動時，所述靶面依次與反射鏡組上的反射鏡重合時，圖像傳感器曝光才會產生正確圖像，觸發反射鏡中心的光電開關，並由電路轉換採集該信號，轉換成圖像傳感器曝光同步命令。圖像傳感器依次採集圖像，依次存儲到處理器當中；當靶面觸發到反射鏡組邊緣的光電開關時，圖像傳感器接收到零位信號後，則停止輸出視場圖像，通過處理器得到拼接重構的平滑無縫全景圖像。圖像傳感器未接收到零位信號時，按順序放置圖像。

單傳感器結合光學復用鏡頭的電路控制方法，該方法包括如下步驟：

步驟一：處理器發送指令，控制機構控制轉動機構勻速轉動時，所述靶面依次與反射鏡組上的反射鏡重合時，觸發反射鏡中心的光電開關，產生觸發同步信號，由電路採集該觸發信號並轉換成圖像傳感器的曝光信號，圖像傳感器依次採集圖像，依次存儲到處理器當中；

步驟二：重複執行步驟一，當靶面未觸發到反射鏡組邊緣的光電開關時，處理器依次接收圖像傳感器採集的圖像；當靶面觸發到反射鏡組邊緣的光電開關時，產生圖像拼接的零位信號，則停止輸出視場圖像，通過處理器得到圖像拼接重構成為平滑無縫全景圖像。

本發明的工作原理：本發明中設計了一種單傳感器結合光學復用鏡頭的電路控制裝置及其控制方法，特別針對單傳感器結合光學復用鏡頭的鏡頭轉動和傳感器運行同步控制及採集處理，建立有效的傳感器控制電路，獲取鏡頭轉動狀態的運行數據，利用精確的控制電路信號輸出，保證正確的時間同步數據採集。同時實時進行圖像採集、配準，得到高幀頻大解析度圖像。