摘要：天基光学相机是空间目标探测的重要手段,世界主要航天大国大力发展天基空间目标探测技术以确保空间态势感知能力。首先介绍了国外应用于微纳卫星平台的典型空间目标探测光学相机,分析了天基光学探测手段的优势。其次针对基于微纳卫星平台的空间目标探测应用需求,提出“高效率镜头结合高灵敏器件”解决方案,并对光学相机进行了性能评估与设计参数分解。最后针对应用指标要求开展了系统设计与相机研制,并通过地面试验进行了性能验证,达到了预期探测效果,实现了5 kg级光学相机优于13星等的探测能力,可广泛部署于微纳卫星平台,为我国空间碎片研究、航天器碰撞预警提供高实时性数据支撑。

摘要：针对传统遥感相机体积大、工作模式单一等问题,提出了一种基于FPGA的微纳遥感成像系统,系统采用Xilinx XC7K410T FPGA作为主控芯片,实现了快速自动曝光算法、数字TDI推扫算法、高性能Bayer图像压缩等算法,解决了传统微纳遥感相机Bayer图像数据压缩效率低、高效数字TDI实现困难及自动曝光运算收敛慢等问题。该相机系统整机重量2.8 kg,在500 km轨道上实现了对地2 m分辨率成像,同时实现了1~25级可调节数字TDI推扫成像,7 920×6 004全画幅拍照成像和25帧/s的1 920×1 080凝视视频成像,相机在轨实测自动曝光收敛速度小于4帧,图像压缩质量和Bayer图像数字TDI效果优异。该相机系统具有体积小、重量轻、功能强、可靠性好等优点,可被搭载于各种航天器智能遥感系统中。

摘要：为提高图像处理效果和处理速度,使处理后图像颜色与人眼视觉主观感受到的颜色保持一致,文章提出了一种改进的自动白平衡算法。该方法以灰度世界法和全反射理论法为基础,通过自动评估图像的色彩丰富性并确定相应的规则动态选取优势算法进行处理。设计实现了相应的FPGA处理模块,通过采用高效的并行流水线技术,充分考虑硬件模块内部潜在的并行度,确保系统的实时处理能力。文章算法的优势在于对图像的自适应性和计算的快速性。对不同场景图像,该方法产生不同的阈值参数,进而选取不同的优势算法,确保系统的自适应性;对高速视频图像,该方法建立了一个简化的优势算法选取规则,有利于FPGA硬件电路的实现,从而保证了计算的快速性。仿真试验表明,基于该算法设计实现的FPGA硬件处理系统,对不同的场景均取得较好的处理效果,针对分辨率为1920像元×1080像元的视频图像,达到了优于25帧/s的实时处理速度。该算法硬件电路开销少,实时性好,适应性强,能有效提高图像品质,具有广阔的应用前景。