留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

图像探测器像素位置偏差标定方法设计

张承钰 袁利 王立 武延鹏 王苗苗

张承钰, 袁利, 王立, 武延鹏, 王苗苗. 图像探测器像素位置偏差标定方法设计[J]. 红外与激光工程, 2020, 49(S1): 20200135. doi: 10.3788/IRLA20200135
引用本文: 张承钰, 袁利, 王立, 武延鹏, 王苗苗. 图像探测器像素位置偏差标定方法设计[J]. 红外与激光工程, 2020, 49(S1): 20200135. doi: 10.3788/IRLA20200135
Zhang Chengyu, Yuan Li, Wang Li, Wu Yanpeng, Wang Miaomiao. Design of image detector pixel geometric offset calibration method[J]. Infrared and Laser Engineering, 2020, 49(S1): 20200135. doi: 10.3788/IRLA20200135
Citation: Zhang Chengyu, Yuan Li, Wang Li, Wu Yanpeng, Wang Miaomiao. Design of image detector pixel geometric offset calibration method[J]. Infrared and Laser Engineering, 2020, 49(S1): 20200135. doi: 10.3788/IRLA20200135

图像探测器像素位置偏差标定方法设计

doi: 10.3788/IRLA20200135
基金项目: 

国家自然科学基金(51905034);国防某计划重点基础研究项目;民用航天十三五预先研究项目(11903004)

详细信息
    作者简介:

    张承钰(1994-),男,硕士生,主要从事视觉测量敏感器技术方面的研究。Email:13269327708@163.com

  • 中图分类号: V448.22

Design of image detector pixel geometric offset calibration method

  • 摘要: 为了减少星敏感器等空间姿态测量仪器的测量误差,提升星点定心精度,通过研究图像探测器像素位置偏差对定心精度的影响,提出了一种基于相移干涉原理的像素位置偏差标定方法。基于像素响应不均匀性,构建具有像素位置偏差的探测器仿真模型并进行星点定心计算,仿真结果证明了像素位置偏差会导致定心结果产生系统误差。探测器像素标定结果表明,在添加均方根值为0.03 pixel的像素位置偏差以及5%幅值比的高斯白噪声条件下,该探测器像素标定方法的标定精度优于3×10-4 pixel (1σ),研究结果为探测器像素位置偏差标定技术提供一种可行的方案,对于提升星敏感器等姿态测量仪器的测量精度具有重要意义。
  • [1] Wei Xinguo, Xu Jia, Zhang Guangjun. S-curve error compensation of centroiding location for star sensors[J]. Optics and Precision Engineering, 2013, 21(4):849-857. (in Chinese)魏新国, 徐佳, 张广军. 星敏感器质心定位的S曲线误差补偿[J]. 光学精密工程, 2013, 21(4):849-857.
    [2] Jin Yan, Jiang Jie, Zhang Guangjun. Subdivided locating method of image for star sensor[J]. Infrared and Laser Engineering, 2011, 40(11):2281-2285. (in Chinese)金雁, 江洁, 张广军. 高动态星体目标提取方法[J]. 红外与激光工程, 2011, 40(11):2281-2285.
    [3] Li Jian, Zhang Guangjun, Wei Xinguo. Modeling and accuracy analysis for multiple heads star tracker[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(4):1223-1228. (in Chinese)李健, 张广军, 魏新国. 多视场星敏感器数学模型与精度分析[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(4):1223-1228.
    [4] Van B, Daniel S, Phil B, et al. Flight performance of the spitzer space telescope AST-301 autonomous star tracker[C]//Guidance & Control, 2005:447-466.
    [5] Shaklan S B, Sharman M. Pravdo S H. High-precision measurement of pixel positions in a charge-coupled device[J]. Applied Optics, 1995, 34(29):6672-6681.
    [6] Nemati B, Shaklan S, Michael S. Neat:a microarcsec astrometric telescope[C]//Techniques and Instrumentation for Detection of Exoplanets V, 2011, 8151:81510V.
    [7] Crouzier A, Malbet F, Preis O, et al. An experimental testbed for NEAT to demonstrate micro-pixel accuracy[C]//SPIE, International Society for Optics and Photonics, 2012, 8445:926147.
    [8] Cao Yang, Li Baoquan, Li Haitao, et al. Pixel displacement effects on centroid position accuracy[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(12):1217007. (in Chinese)曹阳, 李保权, 李海涛, 等. 像素位置偏移对质心定位精度的影响[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(12):1217007.
    [9] Liu Liting, Shen Lianguan, Zhao Wei, et al. Experiment on manufacturing error of photo-resist model based on UV lithography[J]. Nanotechnology and Precision Engineering, 2008, 6(6):430-436. (in Chinese)刘雳颋, 沈连婠, 赵玮, 等. 紫外光刻加工误差实验[J]. 纳米技术与精密工程, 2008, 6(6):430-436.
    [10] Zhang Xinyu, Hao Yuncai. Analysis of the star image energy distribution mathematical model and its effect on the accuracy for a star tracker[J]. Aerospace Control and Application, 2013, 39(3):14-17. (in Chinese)张新宇,郝云彩. 星敏感器星点能量分布数学模型及其对精度的影响分析[J]. 空间控制技术与应用, 2013, 39(3):14-17.
  • [1] 勾万祥, 佟帅, 贾靖玉, 秦梓轩, 孙吉福, 李崇辉.  全天时星敏感器光学响应波段优化设计及试验验证 . 红外与激光工程, 2023, 52(11): 20230221-1-20230221-11. doi: 10.3788/IRLA20230221
    [2] 杜伟峰, 王燕清, 姜丽辉, 毛晓楠, 陈楠.  星敏感器遮光罩检测技术研究(特邀) . 红外与激光工程, 2023, 52(9): 20230450-1-20230450-11. doi: 10.3788/IRLA20230450
    [3] 任平川, 周琦, 金荷, 宋卿争, 缪鹏飞.  星敏感器动态精度评价方法 . 红外与激光工程, 2022, 51(3): 20210571-1-20210571-8. doi: 10.3788/IRLA20210571
    [4] 冯婕, 李豫东, 文林, 郭旗.  CMOS图像传感器辐射损伤导致星敏感器性能退化机理 . 红外与激光工程, 2020, 49(5): 20190555-20190555-7. doi: 10.3788/IRLA20190555
    [5] 熊琨, 王春喜, 吴跃, 王锴磊, 姜云翔.  基于三轴转台的多视场星敏感器标定方法 . 红外与激光工程, 2019, 48(4): 417002-0417002(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0417002
    [6] 程龙, 王栋, 谷松, 高飞, 杨林, 李林.  星敏感器支撑结构多目标拓扑优化设计与试验 . 红外与激光工程, 2017, 46(5): 520001-0520001(9). doi: 10.3788/IRLA201746.0520001
    [7] 张尧, 王宏力, 陆敬辉, 何贻洋, 姜伟.  基于粒子群算法的星敏感器光学误差标定方法 . 红外与激光工程, 2017, 46(10): 1017002-1017002(8). doi: 10.3788/IRLA201770.1017002
    [8] 王宏力, 何贻洋, 陆敬辉, 杨阳, 陈俊宇.  星敏感器安装误差的三位置法地面标定方法 . 红外与激光工程, 2016, 45(11): 1113003-1113003(6). doi: 10.3788/IRLA201645.1113003
    [9] 刘源, 谢睿达, 赵琳, 郝勇.  基于机器学习的大视场星敏感器畸变在轨标定技术 . 红外与激光工程, 2016, 45(12): 1217004-1217004(9). doi: 10.3788/IRLA201645.1217004
    [10] 曹阳, 李保权, 李海涛, 桑鹏.  像素位置偏差对质心定位精度的影响 . 红外与激光工程, 2016, 45(12): 1217007-1217007(6). doi: 10.3788/IRLA201645.1217007
    [11] 李健, 张广军, 魏新国.  多视场星敏感器数学模型与精度分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(4): 1223-1228.
    [12] 崔祥祥, 王宏力, 陆敬辉, 乔兴, 邓长智, 张勇, 赵爱罡.  适用于小视场星敏感器的导航星表构建方法 . 红外与激光工程, 2015, 44(4): 1249-1253.
    [13] 孙亚辉, 耿云海, 王爽.  星敏感器像平面移位误差的分析与校正 . 红外与激光工程, 2014, 43(10): 3321-3328.
    [14] 张磊, 何昕, 魏仲慧, 梁国龙.  星图分布对星敏感器最小二乘姿态精度的影响 . 红外与激光工程, 2014, 43(6): 1836-1841.
    [15] 吴峰, 沈为民, 朱锡芳, 陈宇恒, 许清泉.  通过扩展编程模拟星敏感器光学系统成像方法的研究 . 红外与激光工程, 2014, 43(5): 1561-1567.
    [16] 江帆, 王忠素, 陈立恒, 吴清文, 郭亮.  星敏感器组件的热设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(11): 3740-3745.
    [17] 刘朝山, 刘光斌, 杨波, 周浩.  弹载星敏感器像移模型及其仿真分析 . 红外与激光工程, 2013, 42(5): 1311-1315.
    [18] 任秉文, 金光, 王天聪, 钟兴, 张鹏.  机载全天时星敏感器参数设计及实验 . 红外与激光工程, 2013, 42(4): 1003-1010.
    [19] 孙高飞, 张国玉, 高玉军, 王凌云, 苏拾, 付芸, 王向东.  星敏感器地面标定设备的设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(10): 2822-2827.
    [20] 李葆华, 陈希军, 郑循江, 泮宏梁.  星敏感器高动态下自主星跟踪算法 . 红外与激光工程, 2012, 41(1): 190-195.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  418
  • HTML全文浏览量:  82
  • PDF下载量:  26
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2020-04-01
  • 修回日期:  2020-05-07
  • 刊出日期:  2020-09-22

图像探测器像素位置偏差标定方法设计

doi: 10.3788/IRLA20200135
    作者简介:

    张承钰(1994-),男,硕士生,主要从事视觉测量敏感器技术方面的研究。Email:13269327708@163.com

基金项目:

国家自然科学基金(51905034);国防某计划重点基础研究项目;民用航天十三五预先研究项目(11903004)

  • 中图分类号: V448.22

摘要: 为了减少星敏感器等空间姿态测量仪器的测量误差,提升星点定心精度,通过研究图像探测器像素位置偏差对定心精度的影响,提出了一种基于相移干涉原理的像素位置偏差标定方法。基于像素响应不均匀性,构建具有像素位置偏差的探测器仿真模型并进行星点定心计算,仿真结果证明了像素位置偏差会导致定心结果产生系统误差。探测器像素标定结果表明,在添加均方根值为0.03 pixel的像素位置偏差以及5%幅值比的高斯白噪声条件下,该探测器像素标定方法的标定精度优于3×10-4 pixel (1σ),研究结果为探测器像素位置偏差标定技术提供一种可行的方案,对于提升星敏感器等姿态测量仪器的测量精度具有重要意义。

English Abstract

参考文献 (10)

目录

    /

    返回文章
    返回