红外多光谱相机高精度同步控制设计与验证

传统滤光轮多光谱相机难以适用于高速成像应用场景,为了实现高速红外成像,设计了一种长波红外多光谱同步成像系统,并研制了原理样机。对该系统所采用的电子学设计、同步控制方法、成像精度计算方法等进行研究。首先,根据系统总体工作原理介绍了同步控制的电子学设计。然后,针对多光谱相机波段切换与探测器成像的同步难点,提出了一种串级双闭环同步控制方法,将位置传感器的位置信号与探测器外触发信号进行联动,保证谱段切换与探测器成像的闭环同步。最后,提出了同步成像精度评价方法,进行了误差分析及精度计算。实验结果表明:系统实现了高速高精度红外同步成像,帧率为150 Hz,基于编码器的同步控制误差为0.107°,成像误差仅为一个像素,完全满足系统精度指标要求3.255°。设计方法适用于多种形式的滤光轮多光谱相机。