本發(fā)明屬于光電探測(cè)傳感器領(lǐng)域,具體涉及一種線陣CCD相機(jī)旋轉(zhuǎn)掃描成像系統(tǒng)裝置及信號(hào)分析方法。

背景技術(shù)：

CCD（Charge-coupled Device）是一種電荷耦合型光電成像元件，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，CCD的應(yīng)用日益廣泛，基于CCD的各類成像技術(shù)已深入各行各業(yè)。例如軍事領(lǐng)域，坦克、裝甲車等野外車輛可利用CCD探頭實(shí)時(shí)觀測(cè)車輛周圍狀況，獲取可疑目標(biāo)的方位，甚至對(duì)目標(biāo)進(jìn)行精確打擊。又如安防監(jiān)控領(lǐng)域，常在重要位置安裝CCD探頭，進(jìn)行人群、車輛的實(shí)時(shí)監(jiān)控。常見的CCD成像設(shè)備可分為半球型、槍機(jī)型、一體化型等。半球型外形美觀小巧，有一定隱蔽性，常吊裝于天花板上，可根據(jù)需要進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)觀測(cè)；槍機(jī)型成本較低，但無旋轉(zhuǎn)與變焦功能，只能定角度、定距離觀測(cè)，大視場(chǎng)要求下需要多個(gè)來組合使用，實(shí)際觀測(cè)效果較差；一體化型內(nèi)置智能探頭，可控制鏡頭調(diào)焦、旋轉(zhuǎn)等。但由于體型較大、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)不靈活、造價(jià)較高等因素，未能被廣泛使用。

上述的各類成像設(shè)備采用的幾乎都是面陣型CCD，通過多點(diǎn)或多角度成像來實(shí)現(xiàn)全景范圍內(nèi)的觀測(cè)。雖然面陣型CCD對(duì)圖像的獲取和觀測(cè)符合人眼直觀感受，但因生產(chǎn)技術(shù)的制約，面陣型CCD每行像元數(shù)通常比線陣型少很多，單個(gè)面陣CCD的面積、像元數(shù)以及受限制的幀幅率都很難滿足特定條件下對(duì)大視場(chǎng)探測(cè)的需求。另一方面，面陣CCD需通過間隔旋轉(zhuǎn)一定角度來獲取一部分的全景圖像，在采集實(shí)時(shí)、高頻圖像時(shí)，較大的數(shù)據(jù)量對(duì)存儲(chǔ)和傳輸速率都有較高要求。線陣CCD具有更靈活的像元尺寸、更大的一維像元數(shù)、更高的幀幅率等優(yōu)點(diǎn)，使得拼接融合后的圖像分辨率大大提高，可滿足各類大視場(chǎng)環(huán)境的觀測(cè)要求。

綜上，結(jié)合常見成像設(shè)備和線、面陣型CCD的優(yōu)缺點(diǎn)，考慮利用線陣CCD來設(shè)計(jì)一種全景成像裝置以解決上述問題。在某些特定條件下，如救援人員不能及時(shí)到達(dá)的災(zāi)區(qū)，衛(wèi)星、飛機(jī)都不能夠很好地進(jìn)行前期探測(cè)任務(wù)。為深入災(zāi)區(qū)并采集高分辨全景圖，需要一種能夠從空中投放的全景探測(cè)器。

因此，需要一種新的線陣CCD相機(jī)旋轉(zhuǎn)掃描成像系統(tǒng)裝置以解決上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種線陣CCD相機(jī)旋轉(zhuǎn)掃描成像系統(tǒng)裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的顯示設(shè)備安裝機(jī)構(gòu)可采用如下技術(shù)方案：

一種線陣CCD相機(jī)旋轉(zhuǎn)掃描成像系統(tǒng)裝置，包括底座、步進(jìn)電機(jī)、傳動(dòng)軸、連接件、平衡調(diào)節(jié)件、支撐件、固定裝置和線陣CCD相機(jī),所述步進(jìn)電機(jī)設(shè)置在所述底座上，所述傳動(dòng)軸的一端連接所述步進(jìn)電機(jī)，所述傳動(dòng)軸的另一端通過所述連接件連接所述平衡調(diào)節(jié)件，所述固定裝置通過所述支撐件設(shè)置在所述平衡調(diào)節(jié)件上，所述線陣CCD相機(jī)設(shè)置在所述固定裝置上，。

更進(jìn)一步的，所述步進(jìn)電機(jī)與所述傳動(dòng)軸鍵連接。

更進(jìn)一步的，所述線陣CCD相機(jī)的視場(chǎng)角大于14°。

更進(jìn)一步的，還包括電源模塊，所述電源模塊設(shè)置在所述支撐件上。固定在支撐件上的電源模塊直接為線陣CCD相機(jī)供電，系統(tǒng)開始工作時(shí)接通電源，系統(tǒng)結(jié)束工作時(shí)關(guān)閉電源，減小了成像系統(tǒng)對(duì)滑環(huán)等復(fù)雜供電結(jié)構(gòu)的依賴，降低了系統(tǒng)的復(fù)雜性，方便安裝調(diào)試等工作。

更進(jìn)一步的，所述傳動(dòng)軸與所述連接件銷聯(lián)接。

更進(jìn)一步的，所述線陣CCD相機(jī)的光軸與所述傳動(dòng)軸的夾角為30°±2°。很好的滿足了設(shè)計(jì)要求。

更進(jìn)一步的，所述支撐件的上方設(shè)置有開口，所述固定裝置設(shè)置在所述開口內(nèi)。通過支撐件與平衡調(diào)節(jié)件之間的相對(duì)位置，可以調(diào)節(jié)成像系統(tǒng)支撐件上方部件的重心位于傳動(dòng)軸的軸線上，可以減小由于重心不穩(wěn)抖動(dòng)造成的成像質(zhì)量下降和傳動(dòng)軸損壞。

更進(jìn)一步的，還包括保護(hù)罩，所述線陣CCD相機(jī)設(shè)置在所述保護(hù)罩內(nèi)。保護(hù)罩用于保護(hù)線陣CCD與濾除雜散光。

有益效果：本發(fā)明的線陣CCD相機(jī)旋轉(zhuǎn)掃描成像系統(tǒng)裝置通過設(shè)置步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速，可以靈活調(diào)整系統(tǒng)成像的質(zhì)量，提高了系統(tǒng)的靈活性以及對(duì)不同場(chǎng)景成像質(zhì)量要求的適應(yīng)性。線陣CCD相機(jī)通過固定裝置固定，可以靈活地安裝不同像元、視場(chǎng)、靈敏度的線陣CCD相機(jī)，通過與掃描轉(zhuǎn)速的配合，可以使成像系統(tǒng)具有分辨率高、視場(chǎng)大、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的線陣CCD相機(jī)旋轉(zhuǎn)掃描成像系統(tǒng)裝置的整體結(jié)構(gòu)圖。

圖2是本發(fā)明的線陣CCD相機(jī)旋轉(zhuǎn)掃描成像系統(tǒng)裝置的支撐件與平衡調(diào)節(jié)件的T槽連接圖。

圖3是本發(fā)明的線陣CCD相機(jī)旋轉(zhuǎn)掃描成像系統(tǒng)裝置的線陣CCD相機(jī)與其固定裝置示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種不脫離本發(fā)明原理的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。

請(qǐng)參閱圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明的線陣CCD旋轉(zhuǎn)掃描成像系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)掃描裝置，包括從下至上依次為，固定連接的底座、步進(jìn)電機(jī)、傳動(dòng)軸、連接件、支撐件、固定裝置和線陣CCD相機(jī)，其中步進(jìn)電機(jī)固定在底座上面，通過鍵聯(lián)接傳動(dòng)軸，帶動(dòng)上方的其他部件轉(zhuǎn)動(dòng)；連接件與傳動(dòng)軸通過“銷聯(lián)接”，可以方便拆卸連接件上方部件；支撐件與連接件通過“T槽”聯(lián)接，通過螺釘固定，實(shí)現(xiàn)上方部件重心的調(diào)節(jié)。固定件安裝在支撐件上面，實(shí)現(xiàn)與傳動(dòng)軸成30°夾角。線陣CCD相機(jī)通過固定裝置固定在固定件上面。

電源模塊為線陣CCD相機(jī)提供工作電源。

本發(fā)明的一種實(shí)施方式是，鍵聯(lián)接結(jié)構(gòu)。將步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸通過鍵聯(lián)接傳動(dòng)軸，帶動(dòng)上方部件的轉(zhuǎn)動(dòng)。

本發(fā)明的一種實(shí)施方式是，銷聯(lián)接結(jié)構(gòu)。將傳動(dòng)軸通過銷聯(lián)接連接件，其一是帶動(dòng)支撐件及上方部件轉(zhuǎn)動(dòng)，其二是方便快捷拆卸，避免一旦出現(xiàn)問題就直接拆卸底座。

本發(fā)明的一種實(shí)施方式是，T槽聯(lián)接結(jié)構(gòu)。如圖2為該結(jié)構(gòu)圖。將連接件通過T槽聯(lián)接支撐件，通過支撐件沿T槽的移動(dòng)，可以調(diào)節(jié)支撐件上方部件的重心，使其通過傳動(dòng)軸，減小對(duì)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸和傳動(dòng)軸的損壞。

本發(fā)明的一種實(shí)施方式是，固定結(jié)構(gòu)。如圖3為該結(jié)構(gòu)圖。將線陣CCD相機(jī)通過固定結(jié)構(gòu)安裝，保證相機(jī)光軸與傳動(dòng)軸夾角為30°。

本發(fā)明的一種實(shí)施方式是，成像操作流程。該線陣CCD旋轉(zhuǎn)掃描成像系統(tǒng)工作時(shí)，首先接通線陣CCD相機(jī)電源，設(shè)置步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速，掃描成像過程開始，線陣CCD相機(jī)旋轉(zhuǎn)掃描數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在線陣CCD相機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)器；掃描結(jié)束時(shí)，先關(guān)閉步進(jìn)電機(jī)，待停止轉(zhuǎn)動(dòng)后，通過USB串口讀取存儲(chǔ)器內(nèi)的掃描數(shù)據(jù)至計(jì)算機(jī)，在計(jì)算機(jī)內(nèi)進(jìn)行全景圖像的重建、目標(biāo)識(shí)別等操作。

綜上，本發(fā)明由線陣CCD相機(jī)、裝置底座、步進(jìn)電機(jī)、傳動(dòng)軸、支撐件、固定件等組成，設(shè)計(jì)的線陣CCD旋轉(zhuǎn)掃描成像系統(tǒng)能夠根據(jù)成像需要調(diào)整旋轉(zhuǎn)掃描速度，線陣CCD相機(jī)光軸與傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸成30°夾角勻速掃描。在此基礎(chǔ)上，利用固定在支撐件上的電源模塊對(duì)線陣CCD相機(jī)供電，線陣CCD相機(jī)掃描數(shù)據(jù)保存在自身存儲(chǔ)器上。該線陣CCD旋轉(zhuǎn)掃描成像裝置具有穩(wěn)定性好、分辨率高、視場(chǎng)大、靈敏度高、成像質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。