CN106534636A - 一种线阵ccd相机旋转扫描成像***装置 - Google Patents

一种线阵ccd相机旋转扫描成像***装置 Download PDF

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李振华
王文超
王春勇
来建成
严伟
许亮
渠向举
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Abstract

本发明公开了一种线阵CCD相机旋转扫描成像***装置，包括底座、步进电机、传动轴、连接件、平衡调节件、支撑件、固定装置和线阵CCD相机,步进电机设置在底座上，传动轴的一端连接步进电机，传动轴的另一端通过连接件连接平衡调节件，固定装置通过支撑件设置在平衡调节件上，线阵CCD相机设置在固定装置上。本发明的线阵CCD相机旋转扫描成像***装置通过设置步进电机转速，可以灵活调整***成像的质量，提高了***的灵活性以及对不同场景成像质量要求的适应性。线阵CCD相机通过固定装置固定，可以灵活地安装不同像元、视场、灵敏度的线阵CCD相机，通过与扫描转速的配合，可以使成像***具有分辨率高、视场大、灵敏度高等优点。

Description

一种线阵CCD相机旋转扫描成像***装置
技术领域
本发明属于光电探测传感器领域,具体涉及一种线阵CCD相机旋转扫描成像***装置及信号分析方法。
背景技术
CCD（Charge-coupled Device）是一种电荷耦合型光电成像元件，随着科学技术的发展，CCD的应用日益广泛，基于CCD的各类成像技术已深入各行各业。例如军事领域，坦克、装甲车等野外车辆可利用CCD探头实时观测车辆周围状况，获取可疑目标的方位，甚至对目标进行精确打击。又如安防监控领域，常在重要位置安装CCD探头，进行人群、车辆的实时监控。常见的CCD成像设备可分为半球型、枪机型、一体化型等。半球型外形美观小巧，有一定隐蔽性，常吊装于天花板上，可根据需要进行转动观测；枪机型成本较低，但无旋转与变焦功能，只能定角度、定距离观测，大视场要求下需要多个来组合使用，实际观测效果较差；一体化型内置智能探头，可控制镜头调焦、旋转等。但由于体型较大、旋转运动不灵活、造价较高等因素，未能被广泛使用。
上述的各类成像设备采用的几乎都是面阵型CCD，通过多点或多角度成像来实现全景范围内的观测。虽然面阵型CCD对图像的获取和观测符合人眼直观感受，但因生产技术的制约，面阵型CCD每行像元数通常比线阵型少很多，单个面阵CCD的面积、像元数以及受限制的帧幅率都很难满足特定条件下对大视场探测的需求。另一方面，面阵CCD需通过间隔旋转一定角度来获取一部分的全景图像，在采集实时、高频图像时，较大的数据量对存储和传输速率都有较高要求。线阵CCD具有更灵活的像元尺寸、更大的一维像元数、更高的帧幅率等优点，使得拼接融合后的图像分辨率大大提高，可满足各类大视场环境的观测要求。
综上，结合常见成像设备和线、面阵型CCD的优缺点，考虑利用线阵CCD来设计一种全景成像装置以解决上述问题。在某些特定条件下，如救援人员不能及时到达的灾区，卫星、飞机都不能够很好地进行前期探测任务。为深入灾区并采集高分辨全景图，需要一种能够从空中投放的全景探测器。
因此，需要一种新的线阵CCD相机旋转扫描成像***装置以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的问题，提供一种线阵CCD相机旋转扫描成像***装置。
为实现上述发明目的，本发明的显示设备安装机构可采用如下技术方案：
一种线阵CCD相机旋转扫描成像***装置，包括底座、步进电机、传动轴、连接件、平衡调节件、支撑件、固定装置和线阵CCD相机,所述步进电机设置在所述底座上，所述传动轴的一端连接所述步进电机，所述传动轴的另一端通过所述连接件连接所述平衡调节件，所述固定装置通过所述支撑件设置在所述平衡调节件上，所述线阵CCD相机设置在所述固定装置上，。
更进一步的，所述步进电机与所述传动轴键连接。
更进一步的，所述线阵CCD相机的视场角大于14°。
更进一步的，还包括电源模块，所述电源模块设置在所述支撑件上。固定在支撑件上的电源模块直接为线阵CCD相机供电，***开始工作时接通电源，***结束工作时关闭电源，减小了成像***对滑环等复杂供电结构的依赖，降低了***的复杂性，方便安装调试等工作。
更进一步的，所述传动轴与所述连接件销联接。
更进一步的，所述线阵CCD相机的光轴与所述传动轴的夹角为30°±2°。很好的满足了设计要求。
更进一步的，所述支撑件的上方设置有开口，所述固定装置设置在所述开口内。通过支撑件与平衡调节件之间的相对位置，可以调节成像***支撑件上方部件的重心位于传动轴的轴线上，可以减小由于重心不稳抖动造成的成像质量下降和传动轴损坏。
更进一步的，还包括保护罩，所述线阵CCD相机设置在所述保护罩内。保护罩用于保护线阵CCD与滤除杂散光。
有益效果：本发明的线阵CCD相机旋转扫描成像***装置通过设置步进电机转速，可以灵活调整***成像的质量，提高了***的灵活性以及对不同场景成像质量要求的适应性。线阵CCD相机通过固定装置固定，可以灵活地安装不同像元、视场、灵敏度的线阵CCD相机，通过与扫描转速的配合，可以使成像***具有分辨率高、视场大、灵敏度高等优点。
附图说明
图1是本发明的线阵CCD相机旋转扫描成像***装置的整体结构图。
图2是本发明的线阵CCD相机旋转扫描成像***装置的支撑件与平衡调节件的T槽连接图。
图3是本发明的线阵CCD相机旋转扫描成像***装置的线阵CCD相机与其固定装置示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅是本发明的优选实施方式，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种不脱离本发明原理的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
请参阅图1、图2和图3所示，本发明的线阵CCD旋转扫描成像***的旋转扫描装置，包括从下至上依次为，固定连接的底座、步进电机、传动轴、连接件、支撑件、固定装置和线阵CCD相机，其中步进电机固定在底座上面，通过键联接传动轴，带动上方的其他部件转动；连接件与传动轴通过“销联接”，可以方便拆卸连接件上方部件；支撑件与连接件通过“T槽”联接，通过螺钉固定，实现上方部件重心的调节。固定件安装在支撑件上面，实现与传动轴成30°夹角。线阵CCD相机通过固定装置固定在固定件上面。
电源模块为线阵CCD相机提供工作电源。
本发明的一种实施方式是，键联接结构。将步进电机转轴通过键联接传动轴，带动上方部件的转动。
本发明的一种实施方式是，销联接结构。将传动轴通过销联接连接件，其一是带动支撑件及上方部件转动，其二是方便快捷拆卸，避免一旦出现问题就直接拆卸底座。
本发明的一种实施方式是，T槽联接结构。如图2为该结构图。将连接件通过T槽联接支撑件，通过支撑件沿T槽的移动，可以调节支撑件上方部件的重心，使其通过传动轴，减小对步进电机转轴和传动轴的损坏。
本发明的一种实施方式是，固定结构。如图3为该结构图。将线阵CCD相机通过固定结构安装，保证相机光轴与传动轴夹角为30°。
本发明的一种实施方式是，成像操作流程。该线阵CCD旋转扫描成像***工作时，首先接通线阵CCD相机电源，设置步进电机转速，扫描成像过程开始，线阵CCD相机旋转扫描数据存储在线阵CCD相机内部存储器；扫描结束时，先关闭步进电机，待停止转动后，通过USB串口读取存储器内的扫描数据至计算机，在计算机内进行全景图像的重建、目标识别等操作。
综上，本发明由线阵CCD相机、装置底座、步进电机、传动轴、支撑件、固定件等组成，设计的线阵CCD旋转扫描成像***能够根据成像需要调整旋转扫描速度，线阵CCD相机光轴与传动转轴成30°夹角匀速扫描。在此基础上，利用固定在支撑件上的电源模块对线阵CCD相机供电，线阵CCD相机扫描数据保存在自身存储器上。该线阵CCD旋转扫描成像装置具有稳定性好、分辨率高、视场大、灵敏度高、成像质量好等优点。

Claims (8)

1.一种线阵CCD相机旋转扫描成像***装置，其特征在于，包括底座（9）、步进电机（8）、传动轴（7）、连接件（6）、平衡调节件（5）、支撑件（4）、固定装置（2）和线阵CCD相机（1）,所述步进电机（8）设置在所述底座（9）上，所述传动轴（7）的一端连接所述步进电机（8），所述传动轴（7）的另一端通过所述连接件（6）连接所述平衡调节件（5），所述固定装置（2）通过所述支撑件（4）设置在所述平衡调节件（5）上，所述线阵CCD相机（1）设置在所述固定装置（2）上。
2.根据权利要求1所述的线阵CCD相机旋转扫描成像***装置，其特征在于，所述步进电机（8）与所述传动轴（7）键连接。
3.根据权利要求1所述的线阵CCD相机旋转扫描成像***装置，其特征在于，所述线阵CCD相机（1）的视场角大于14°。
4.根据权利要求1所述的线阵CCD相机旋转扫描成像***装置，其特征在于，还包括电源模块（3），所述电源模块（3）设置在所述支撑件（4）上。
5.根据权利要求1所述的线阵CCD相机旋转扫描成像***装置，其特征在于，所述传动轴（7）与所述连接件（6）销联接。
6.根据权利要求1所述的线阵CCD相机旋转扫描成像***装置，其特征在于，所述线阵CCD相机（1）的光轴与所述传动轴的夹角为30°±2°。
7.根据权利要求1所述的线阵CCD相机旋转扫描成像***装置，其特征在于，所述支撑件（4）的上方设置有开口，所述固定装置（2）设置在所述开口内。
8.根据权利要求1所述的线阵CCD相机旋转扫描成像***装置，其特征在于，还包括保护罩（10），所述线阵CCD相机（1）设置在所述保护罩（10）内。
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