无人机数字航摄相机控制电路设计
摘要
无人机(UAV,Unmanned Aerial Vehicle)遥感系统,是在无人机等相关技术发展成熟之后形成的一种新型的航空遥感系统。
传统的无人机并不是为遥感目的而设计的,遥感设备也不是专门为无人机设计的,在无人机上控制通用的数码相机是目前亟待解决的问题。本论文针此主要在以下几个方面展开工作:
一、以先期进行的无人机飞行试验系统为原型,对遥感系统相机控制模块进行总体设计,比原有3台相机系统获得了显著提高,成功实现了对4台数字航摄相机的控制。
二、通过对新型数码航摄相机进行测试得到控制数据,创造性的提出相机快门控制线的原理和制造方法,以此作为设计相机控制电路板的依据,成功完成了电路板及控制盒的创新设计工作。
三、成功完成了电路板的制作工作,并通过实验验证该相机电路板实际控制能力,改进和完善了电路板的功能。
四、完成了相机相关线缆的内部结构测试,成功改进了原有相机线缆的构造,大大提高了与遥感系统的兼容性能。
五、成功的完成系统集成总体联调,配合相机控制程序完成系统的集成测试,保证了系统空中部分的正常运行。
论文完成了课题的目标,创造性的解决了在无人机遥感平台上控制通用数码相机Nikon D200定时拍照的问题,所建立的相机控制系统为以后进一步改进无人机遥感系统建立了坚实的基础。
Remote Sensing (RS) system of UAV is a kind of new-type aviation one.
The traditional UAV are not designed for RS purpose while the RS equipments are not specially for that. It is an important problem to be solved with common use of digital camera on UAV.
In this paper we mainly work in the following several aspects:
1. In light of the earlier actual UAV flight test system, we design a camera control module of remote sensing system.
2. We test the ways how the existing digital aerial camera work and receive a lot of data. The data is a basis to design a camera control circuit. The circuit board is completed and the box is designed.
3. We produce the PCB and test it to verify the actual camera control capacity. Constantly improving and perfecting the function of the PCB.
4. We test the cameras related cables and get the information from their internal structure and then improve them to be compatible with other part of the remote sensing system. The cameras could be part of UAV remote sensing system.
5. We test and debug the integration system with the camera control procedures and make a further improvement of camera control circuit board.
This paper basically realized the initial target. We basically make a solution in the control Nikon D200 digital camera to photograph in rule on UAV remote sensing platforms.
Here 4 Nikon D200 digital cameras are mainly used in testing. Authors design 4 sets of camera control circuits for these digital cameras to take pictures regularly in UAV RS system.
传统的无人机并不是为遥感目的而设计的,遥感设备也不是专门为无人机设计的,在无人机上控制通用的数码相机是目前亟待解决的问题。本论文针此主要在以下几个方面展开工作:
一、以先期进行的无人机飞行试验系统为原型,对遥感系统相机控制模块进行总体设计,比原有3台相机系统获得了显著提高,成功实现了对4台数字航摄相机的控制。
二、通过对新型数码航摄相机进行测试得到控制数据,创造性的提出相机快门控制线的原理和制造方法,以此作为设计相机控制电路板的依据,成功完成了电路板及控制盒的创新设计工作。
三、成功完成了电路板的制作工作,并通过实验验证该相机电路板实际控制能力,改进和完善了电路板的功能。
四、完成了相机相关线缆的内部结构测试,成功改进了原有相机线缆的构造,大大提高了与遥感系统的兼容性能。
五、成功的完成系统集成总体联调,配合相机控制程序完成系统的集成测试,保证了系统空中部分的正常运行。
论文完成了课题的目标,创造性的解决了在无人机遥感平台上控制通用数码相机Nikon D200定时拍照的问题,所建立的相机控制系统为以后进一步改进无人机遥感系统建立了坚实的基础。
Remote Sensing (RS) system of UAV is a kind of new-type aviation one.
The traditional UAV are not designed for RS purpose while the RS equipments are not specially for that. It is an important problem to be solved with common use of digital camera on UAV.
In this paper we mainly work in the following several aspects:
1. In light of the earlier actual UAV flight test system, we design a camera control module of remote sensing system.
2. We test the ways how the existing digital aerial camera work and receive a lot of data. The data is a basis to design a camera control circuit. The circuit board is completed and the box is designed.
3. We produce the PCB and test it to verify the actual camera control capacity. Constantly improving and perfecting the function of the PCB.
4. We test the cameras related cables and get the information from their internal structure and then improve them to be compatible with other part of the remote sensing system. The cameras could be part of UAV remote sensing system.
5. We test and debug the integration system with the camera control procedures and make a further improvement of camera control circuit board.
This paper basically realized the initial target. We basically make a solution in the control Nikon D200 digital camera to photograph in rule on UAV remote sensing platforms.
Here 4 Nikon D200 digital cameras are mainly used in testing. Authors design 4 sets of camera control circuits for these digital cameras to take pictures regularly in UAV RS system.
引文
[1]张震.商业高分辨率遥感卫星及其在测绘中的应用[J].北京测绘,2003,(04)
[2]郭东华.对地观测与可持续发展[M].北京:科学出版社,2001.
[3]吴桂英.成像光谱仪在空间科学中的应用[J].光机电信息,1995,(11)
[4]钱育华,李树楷.航空遥感与摄影测量应用[J].遥感技术与应用,1986
[5]何欣年.航空数字相机的发展与应用.遥感技术与应用,2000.6,Vol.15,No.2:124-129
[6]张建霞,王留召,王宝山.小型数码航空摄影测量应用初探.测绘科学.2006.11
[7]冯文灏.数码相机实施摄影测量的几个问题[J].测绘科学,2002,(3)
[8]李英成,赵继成,丁晓波.超轻型飞机低空数码遥感系统用于土地资源信息获取[J].遥感信息,2005,(04)
[9]秦博,王蕾.无人机发展综述[J].飞航导弹,2002,(8):4-10.
[10]Stacy N J S,Craig D W,Starom lynska J,Smith R B.The Global Hawk UAV Australian deployment:imaging radar sensor modifications and employment for maritime surveillance[A].In:Procl IGARSS'2002[C],2:699-701.
[11]金莉,朱陈明.数码航摄的影像特点及处理要求.测绘技术装备.2006.2
[12]李紫薇,曹红杰,刘煜彤,孙杰.无人机海监测绘遥感系统的应用前景[J].遥感信息,1998(4):32-33.
[13]崔红霞,林宗坚,孙杰.无人机遥感监测系统研究[J].测绘科学,2005,(5):11-14
[14]晏磊,吕书强,赵红颖,等.无人机航空遥感系统关键技术研究[J].武汉大学学报(工学版),2004,37(6):67-70.
[15]Lei YAN,Shuqiang LU,Xuehu ZHANG,etal.Research on Key Technologies of UAV Remote Sensing Operation Systems[A].In:Proc.ACRS2003 ISRS Conferences[C],3-7 November,2003,Busan Koreal
[16]吕书强,晏磊,张兵,等.无人机遥感系统的集成与飞行试验研究[J].测绘科学,2007,(1):84-85.
[17]刘杨俊,晏磊,杨福兴,高鹏骐,无人机数字航摄相机控制电路设计。中国科技论文在线刊载,2007.5
[18]金莉,朱陈明.数码航摄的影像特点及处理要求.测绘技术装备.2006.2
[19]黄文彬,高连义.航空摄影的未来走向和发展趋势.影像技术.2000.4
[20]Pinkney F,etal.UAV communications payload development[A].In:MLCOM 97 Proc.Volume:1[C],2-5 Nov.1997:403-407
[21]袁桂生,智爱玲.数字航摄相机(DMC)在测绘项目中应用的探讨.现代测绘.2005.8
[22]韩磊,蒋旭惠.几款数字航摄相机的应用与比较.城市勘测·2006.2
[23]王顺义.基于无人机遥感平台的CMOS成像单元的机理研究与系统实现,北京大学遥感与地理信息系统研究所,2005,(07)
[24]周辉,晏磊,杨福兴.基于多核处理器DM270的CMOS数字成像系统设计.中国感光学会年会论文集,2006,(04)
[25]李勇明,曾孝平.高频PCB设计过程中的干扰分析及对策.电子工程师.2002,(12)
[26]曾峰,候亚宁,曾凡雨.印制电路板设计与制作.电子工业出版社.2002.8
[27]徐暄,徐红勇,欧阳俊辉,王丽芳.印制电路板的电磁兼容问题.电子工艺技术.2001年04期
[28]赵全忠,穆玉刚,王友发,武勇.嵌入式系统及其调试手段的研究.沈阳工业学院学报.1999年04期
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