红外相机积分时序标定装置制造方法
【专利摘要】红外相机积分时序标定装置，应用于相机曝光时间标定，为解决现有技术无法对红外相机积分时序进行准确标定的问题，该装置电机、快门与增量编码器通过传递杆相连；快门的开口角中心线与增量编码器的零位对齐；控制系统接收时统外同步信号，通过增量编码器提供的零位信号、SIN信号、COS信号作为反馈元件进行锁相和测速，完成速度回路和位置回路的闭环，实现对电机的控制；控制系统驱动电机，电机通过传递杆带动圆盘式快门和增量编码器，使快门的开口角中心线、增量编码器的零位信号和时统外同步信号严格同步；控制红外相机能在红外源发出的光线通过平行光管和快门的快门开口角中心线最终到达相机靶面的时间，该装置标定准确性强，使用方便。
【专利说明】红外相机积分时序标定装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及红外相机积分时序标定装置，主要用于红外相机积分时序的标定与控制、提高红外相机输出图像的质量。同时也可以应用于工业生产和工程中对相机曝光时间、数据输出的逻辑关系进行标定与控制。属于红外相机应用【技术领域】。
【背景技术】
[0002]目前，红外相机工作在外同步情况下，积分时序基本有两种，一种是外同步信号到来后开始积分，一种是外同步信号到来前积分，即积分时刻不确定。即使同一厂家、同一类型相机，有时也会存在偏差。这样必将对图像的后续处理造成影响，尤其是对时序要求较严格的数字图像存储，使存储的图像和时间信息无法一一对应。
[0003]为了解决上述问题，其关键技术是对每台红外相机的积分时序进行标定。传统的相机标定方法是采用闪光仪，时统输出两路同步信号，一路用作相机的外同步，一路用作点亮闪光仪的脉冲信号。通过查看闪光仪点亮时在相机上的成像来对积分时序进行标定。但此种方法只适用于可见相机，用此种方法标定红外相机时，由于闪光仪熄灭后仍有余温，仍然可以在红外相机上成像，无法获得准确的积分时序关系。因此发明了一种能对红外相机积分时序进行标定的装置，以满足对红外相机的积分时序进行高精度标定的要求。
【发明内容】
[0004]为了解决现有技术存在的红外相机积分时序不确定，闪光仪只能标定可见相机积分时序，无法对红外相机积分时序进行准确标定的技术问题，本发明提供了一种红外相机积分时序标定装置，可对每台红外相机积分时序进行准确标定，并提高了相机的输出图像质量。
[0005]本发明解决技术问题所采取的技术方案如下:
[0006]红外相机积分时序标定装置，该装置包括电机、控制系统、快门、传递杆、平行光管、红外源和增量编码器；
[0007]电机、快门和增量编码器从左至右设置在传递杆上；控制系统与电机相连；快门的开口角中心线与增量编码器的零位线事先进行装调，使两者严格保持对齐；红外源发出的光经过平行光管后出射平行光，平行光经过快门开口角出射；
[0008]时统将外同步信号同时送给控制系统和红外相机；控制系统接收时统外同步信号，通过增量编码器提供的零位信号、SIN信号、COS信号作为反馈元件进行锁相和测速，完成速度回路和位置回路的闭环，实现对电机的控制；电机通过传递杆带动圆盘式快门和增量编码器，使外同步信号和增量编码器的零位严格同步，信号相位一致；这样可以控制红外相机在红外源发出的光线通过平行光管和快门的快门开口角中心线最终到达红外相机靶面的时间。
[0009]本发明的有益效果是:该系统实现了红外相机积分时序的标定，为红外图像的后续处理提供了有力保障，并提高了相机输出图像的质量。该系统根据红外相机实际应用，完全实现单台相机积分时序的标定，准确性强、工作稳定、成本低、使用方便，同现有设备相t匕，具有更广阔的使用范围和优越性。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为红外相机积分时序标定装置结构示意图。
[0011]图2为红外相机积分时序标定工作框图。
[0012]图3为红外相机积分时序标定装置信号时序图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0014]如图1所示，本发明红外相机积分时序标定装置包括:电机1、控制系统2、快门3、传递杆4、平行光管5、红外源6和增量编码器7。
[0015]电机1、快门3和增量编码器7从左至右设置在传递杆4上；控制系统2与电机I相连；快门3和增量编码器7事先进行装调，使快门3开口角中心线与增量编码器7零位对齐；红外源6发出的光经过平行光管5后出射平行光，平行光经过快门开口角出射。
[0016]如图2所示，时统负责给控制系统2、红外源6和红外相机外同步信号，以保证标定装置和红外相机工作在同一时序下。
[0017]控制系统2接收时统外同步信号，通过增量编码器7提供的零位信号、SIN信号、COS信号作为反馈元件进行锁相和测速，完成速度回路和位置回路的闭环，实现对电机I的控制。电机I采用直流电机作为执行元件。
[0018]电机1、控制系统2和增量编码器7组成一个双闭环系统，内环是速度回路，用来保持快门3的运动频率与外同步频率相同；外环是位置回路，用来保证增量编码器7的零位线与外同步信号严格同步。
[0019]控制系统2驱动电机1，电机I通过传递杆4带动圆盘式快门3和增量编码器7，使外同步信号和增量编码器7的零位信号相位一致。时序关系如图3所示，a为时统发给红外相机的外同步信号，下降沿有效；b为时统发给红外源6的外同步信号，用来点亮红外源的光源；c为快门开口角最大时增量编码器7输出的相位脉冲信号；d为达到红外相机靶面的红外源光源能量示意波形；e实线部分为红外源光源点亮时的能量，虚线部分为熄灭时的能量。
[0020]这样可以确保红外相机能在红外源6发出的光线通过平行光管5、快门3的快门开口角中心线到达相机靶面的时间可知，如果在相机靶面能成像，说明红外能量通过快门的时间和相机的积分时间一致，如果二者不一致，则不能在相机靶面成像。
[0021]红外源6采用外置面源黑体，温度范围为常温?100°C。平行光管5 口径100mm，功能时将红外源6发出的点光源转换成平行光发出。
【权利要求】
1.红外相机积分时序标定装置，其特征是，该装置包括电机(I)、控制系统(2)、快门(3)、传递杆(4)、平行光管(5)、红外源(6)和增量编码器(7)； 电机(I)、快门(3)和增量编码器(7)从左至右设置在传递杆(4)上；控制系统(2)与电机(I)相连；快门(3)的开口角中心线与增量编码器(7)的零位线事先进行装调，使两者严格保持对齐；红外源(6 )发出的光经过平行光管(5 )后出射平行光，平行光经过快门开口角出射； 时统将外同步信号同时送给控制系统(2)和红外相机；控制系统(2)接收时统外同步信号，通过增量编码器(7)提供的零位信号、SIN信号、COS信号作为反馈元件进行锁相和测速，完成速度回路和位置回路的闭环，实现对电机(I)的控制；电机(I)通过传递杆(4)带动圆盘式快门(3)和增量编码器(7)，使外同步信号和增量编码器(7)的零位严格同步，信号相位一致；这样可以控制红外相机在红外源(6)发出的光线通过平行光管(5)和快门(3)的快门开口角中心线最终到达红外相机靶面的时间。
2.根据权利要求1所述的红外相机积分时序标定装置，电机(I)、控制系统(2)和增量编码器(7)组成一个双闭环系统，内环是速度回路，用来保持快门(3)的运动频率与外同步频率相同；外环是位置回路，用来保证增量编码器(7)的零位信号与外同步信号严格同步。
3.根据权利要求1所述的红外相机积分时序标定装置，平行光管(5)口径100_，功能是将红外源(6)发出的点光源转换成平行光发出。
4.根据权利要求1所述的红外相机积分时序标定装置，红外源(6)采用外置面源黑体，温度范围为常温?100°C。
5.根据权利要求1所述的红外相机积分时序标定装置，增量编码器(7)的零位信号与接收的时统外同步信号相位对齐，并保证控制精度小于3度。
【文档编号】H04N5/335GK103916609SQ201410109325
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年3月21日 优先权日:2014年3月21日
【发明者】曹永刚, 佟刚, 王涛, 赵立荣 申请人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所