基于FPGA的CMOS成像电路设计

为满足科研和工业领域中对于高分辨率工业相机的需求,针对大靶面CMOS探测器CMV20000设计了成像电路。介绍了CMV20000探测器芯片的主要功能特点,利用FPGA实现了探测器控制信号的驱动和高速LVDS串行图像数据的接收。采用动态相位调整技术校正16路LVDS高速串行数据的相位差、实现了图像数据的同步接收、高速串并转换,对接收到的图像进行了重构并将其通过CameraLink接口进行输出。利用测试图像对成像系统进行了功能验证,并对实际景物进行了成像试验,试验结果表明,系统输出帧频最高达30fps,图像信噪比约为35dB,系统成像质量满足指标需求。

空间高光谱相机调焦机构精度分析与试验

针对空间高光谱相机的使用特性及要求,设计一套调焦范围±3 mm的像面移动式调焦机构,对偏离的焦面进行校正,以满足高光谱相机成像质量要求。介绍调焦机构的工作原理,对调焦机构的传动关系、定位精度进行理论分析;建立调焦机构的动力学模型,进行有限元分析;详细论述编码器码值与CMOS靶面位移关系测试方法,得到真实可靠的调焦公式;动力学试验表明,调焦机构一阶自然频率为182.7 Hz,可以有效地避免共振现象,加速度响应合理,具有较好的强度、刚度;同时在动力学试验前后,对调焦机构分别进行闭环精度测试,定位精度均优于±6μm,试验结果表明调焦机构具有较好的稳定性,满足±10μm的设计指标要求,验证调焦公式以及闭环控制程序设计的有效性。目前,此套调焦机构已经成功在轨运行,各项指标状态良好,满足高光谱相机的成像质量要求。