1 航空工业第一飞机设计研究院, 西安 710000
2 空装驻西安地区第一军事代表室, 西安 710000
3 航空工业西安飞机公司, 西安 710000
针对飞机座舱导光板自动调光控制方法进行研究, 提出一种导光板自动调光系统的滑模控制方法, 完成系统设计、受控对象建模及滑模控制器搭建, 借助Matlab对控制率进行仿真, 对比控制器参数的不同取值对应的系统阶跃响应、跟踪特性, 并优化控制器参数。结果表明, 该系统响应速率快、跟踪精度好, 能根据光环境照度变化调整导光板能耗, 实现稳定导光板字符对比度、降低导光板能耗的控制目标, 有利于提升机组人员工作绩效。
座舱照明 导光板 自动调光 滑模控制 cockpit lighting light panel auto-dimming sliding control Matlab Matlab
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春130033
航天相机的成像质量是获取遥感数据的关键，航天相机设计中调光是影响相机的成像质量的重要参数，自动调光是预先获取目标场景的信息，根据信息确定调光参数，避免过度曝光或曝光不足带来的图像信息损失。我国首次火星探测任务天问一号高分相机，针对火表复杂照度，为获取高质量图像数据，提出了基于TDI CCD推扫成像与CMOS凝视成像自动调光成像电路设计，并提出了基于FPGA的自动调光算法。对天问一号高分相机进行自动调光试验，试验结果表明：自动调光后图像的动态传函MTF提升0.013，外场试验中，对实际景物进行自动调光前后对比拍摄，结果表明自动调光成像效果良好，具备较好的场景适应能力，满足火表复杂照度下自动调光成像需求。
TDI CCD CMOS 自动调光 天问一号 MTF TDI CCD CMOS auto-exposure Tianwen-1 MTF
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
在航天相机的成像过程中，拍摄场景的亮度随着地表目标和大气环境的变化而发生改变，为了保证航天相机输出理想的图像，提出了基于地-气间辐射模型的航天相机自动调光方法。根据地-气间辐射传输特性建立航天相机入瞳处辐照度模型，通过分析大气气溶胶对遥感成像的影响，对该模型进行了改进，并在此基础上提出了航天相机自动调光方法。航天相机自动调光首先根据总辐照度以及地面目标辐照度占总辐照度的比例对自动调光参数进行调节，目的是尽可能提高地面目标信息量，然后根据大气气溶胶光学厚度确定自适应拉普拉斯滤波的参数，增强遥感图像的细节。由实验结果可以看出，自动调光增加了遥感图像的信息量，增强了图像对比度，航天相机的成像质量得到了明显地提高。
遥感 航天相机 自动调光 辐射传输模型 大气气溶胶
中国电子科技集团公司第二十七研究所，河南 郑州 450047
自动调光技术是光学成像系统中的关键技术。为了提高成像质量，提出了基于带电位计的可变光阑和通过外部触发脉冲设置快门时间的全自动调光方法。与单独采用光阑或内同步设置快门时间的调光方法相比，该方法可实现光阑的闭环控制和电子快门的连续调整。在硬件上，由于采用TMS320C28X系列DSP作为主处理芯片，时钟周期可达6.67 ns。其自带Flash和丰富的片内外围设备，能产生光阑电机的驱动脉冲和电位计AD转换，可汇编和用C语言编写。在软件上，采用的调光周期为20 ms，给出了自动调光流程图。经验证，全自动调光方法的动态调光范围大、可靠性高，具有快速响应的特性和广泛的适用性，能够满足工程上对自动调光的需要。
自动调光 光阑 电子快门 外部触发脉冲 电位计 automatic light adjusting iris electronic shutter exterior trigger pulse potentiometer
1 中国科学院 光电技术研究所, 四川 成都 610209
2 中国科学院大学, 北京 100149
针对CCD相机在一些特殊场合成像时遇到的前后两帧图像场景不一致、应用环境多样性等问题, 提出了一种基于图像直方图统计和分块均值的自动调光算法。该算法首先分析一帧图像的亮度分布, 并计算出下一帧图像的最佳均值。然后根据该均值调整下一帧图像的曝光量, 使其合理曝光。实验结果表明, 利用此方法可以获得整体亮度合适的图像。在统计直方图后, 计算最佳均值只需利用到直方图和几个均值, 与图像本身的大小没有关系, 所以计算量非常小; 在像素时钟为60 MHz时, 每次计算时间为6 μs。另外, 此方法具备较好的场景适应能力, 满足场景时刻变化时CCD相机自动调光以及实时性的要求。
CCD相机 自动调光 直方图 曝光量 现场可编程门阵列 CCD camera automatic exposure histogram exposure value Field Programming Gate Array(FPGA)
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 航空光学成像与测量重点实验室, 吉林 长春130033
2 中国科学院大学, 北京100049
针对航空摄像机在特殊场景(如背景较亮或较暗或存在较强干扰点时)下, 传统的调光算法无法实现正确曝光现象, 文章提出了基于场景区分的调光方法,即根据采集的图像确定其相应的场景, 提取其目标区域控制摄像机的调光。通过场景区分的方法, 使得目标区域更加清晰, 如在一暗背景下, 目标区域的灰度平均值由传统的调光方法拍摄的254.65调到124.39, 信息熵提高了6.839; 在一亮背景下, 目标区域的灰度平均值由传统的调光方法拍摄的92.098调到106.99, 信息熵提高了0.188。
航空摄像机 自动调光 场景区分 目标区域提取 aerial camera automatically dimming scene distinguish target area extracting
1 中国科学院光电技术研究所, 成都610209
2 中国科学院大学, 北京100149
在一些特殊应用场合, CCD相机成像时具有场景不可重复、应用环境多样性等特点, 使得自动调光成为一个研究难点。针对该问题提出了一种基于图像直方图统计的自动调光算法。该算法首先分析一帧图像的亮度分布, 并计算出下一帧图像的最佳均值。然后根据该均值调整下一帧图像的曝光量, 使其合理曝光。实验表明, 利用此方法可以获得整体亮度合适的图像, 同时此方法具备较好的场景适应能力, 满足场景时刻变化时CCD相机自动调光的需求。
CCD相机 自动调光 直方图 曝光量 CCD camera automatic exposure histogram exposure value
浙江大学 光电信息工程学系,浙江 杭州310027
针对目前严峻的能源短缺问题,为有效节约室内照明消耗的电能,提出一种结合太阳能和LED技术的照明系统。当环境光能较强时,太阳能电池既向照明系统供电同时为内部储能蓄电池充电;当环境光照较弱时,由蓄电池为照明系统供电;系统兼具USB接口,通过该接口也能对系统内电池充电,以应对长时间光照差的气候。系统具有的自动调光功能,能保持室内工作面光照度稳定,为长久伏案的工作者提供最佳的照明环境。系统具有的自动调光功能和太阳能充电功能,从两个方面降低了电能的消耗。
照明系统 太阳能 自动调光 illumination system LED LED solar energy automatic illumination adjustment
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033
2 中国科学院 研究生院,北京 100039
3 空军航空大学,吉林 长春 130022
为满足面阵CCD航空相机获得清晰图像的需要,设计了一种以数字处理芯片TMS320F2812为核心的调光控制器。该系统由检光电路和调光控制电路组成,使用集成光敏二极管芯片OPT301M为检光元件;利用模数转换器AD7865将模拟量转换为数字量,直流电机控制单帘幕快门帘缝速度,光电编码器反馈速度信号,并由可编程逻辑器件EPM7128完成逻辑运算与电平转换;系统的程序设计是在DSP开发环境CCS下完成的,程序简单可靠,算法容易实现。实验表明,在180 r/min的阶跃输入信号下,调节时间为0095 s,最大超调量为72%,速度误差为108 r/min,特性参数满足性能指标的要求。
自动调光控制系统 照度 帘缝速度 automatic light-adjusting and control system TMS320F2812 DSP TMS320F2812 DSP illumination speed of sew
1 广东北电通信设备有限公司，广州 510275
2 中国科学院西安光学精密机械研究所，西安 710068
3 中国科学院研究生院，北京 100039
介绍了在CCD高速电视测量仪系统中，利用电子快门和可变光阑有机结合，在运动控制卡控制下实现自动调光，扩大了调光的动态范围．采用了平均灰度和峰值灰度加权的办法来获取反馈信号，有效的解决不同背景下自调光系统的适应性．提出了基于二次函数的调光反馈量计算方法，提高了调光过程中的收敛速度，同时也保证了系统有较小的超调量．
平均灰度 峰值灰度 自动调光 二次函数 收敛速度 Average gray Peak gray Automatic lighting Quadratic function Convergent velocity
