器和比較器功能實現脈沖發送時刻的控制，實現簡單，控制精度高，適用于固定運 動曲線的步進電機運動控制。
【附圖說明】
[0020] 圖1為W相同的加速度加速到不同的速度V，運動相同的角位移0所需時間不同 的不意圖；
[0021] 圖2為對設計的步進電機"角位移-時間"變化曲線按步距角離散化得到脈沖發 送時刻及發送間隔的示意圖；
[002引圖3為航測相機凸輪像移補償機構W及凸輪結構參數示意圖；其中，（a)為航測相 機凸輪像移補償機構示意圖，化）為凸輪結構參數示意圖，1為凸輪，2為光電對管，3為凸輪 座，4為聯軸節，5為電機座，6為驅動電機，7為通孔，用于光電對管尋找零位；
[0023] 圖4為凸輪電機控制程序流程圖。
【具體實施方式】
[0024] 下面結合附圖和具體實施例，對本發明進一步說明。
[0025] 含凸輪像移補償機構的定點拍攝式航測相機工作過程為：在拍攝之前，凸輪機構 位于初始位置，保持靜止狀態。相機主控系統利用GI^S位置測量信息預測到達設定拍攝點 的時刻，根據速高比得到像移補償速度參數，在到達拍攝時刻之前一段時間，將補償速度參 數發送到凸輪機構控制系統。同時相機主控根據補償速度計算加速時間，得到補償機構的 啟動時刻，發送到同步系統。相機同步系統在補償機構啟動時刻發出同步脈沖，啟動凸輪機 構運動。凸輪機構經過加速達到要求的補償速度，在拍攝時刻到達凸輪的推程起點。在曝 光時間內，凸輪保持在推程角范圍內。曝光完成后，凸輪繼續運動，并在下個拍攝點之前回 到初始位置并停止，等待下個拍攝點重復W上工作。
[0026] 根據凸輪的結構參數可W建立像移補償速度與凸輪轉速的對應關系，凸輪轉速的 計算公式為：
[0027]
【主權項】
1. 一種定點拍攝式航測相機凸輪像移補償機構控制方法，其特征在于：所述的凸輪像 移補償機構包括凸輪、光電對管、凸輪座、聯軸節、電機座、驅動電機以及控制系統；凸輪和 光電對管安裝在凸輪座上；光電對管的發射器和接收器分別位于凸輪兩側，結合凸輪上的 通孔來確定凸輪的初始位置；驅動電機安裝在電機座上，電機轉軸和凸輪通過連軸節連接 和傳動；控制系統包括控制器和驅動器，控制驅動電機按要求運動；所述的凸輪像移補償 機構安裝在CCD底座旁，利用彈簧的拉力使CCD底座在凸輪運動過程中始終保持與凸輪的 接觸；所述的凸輪像移補償機構的具體控制方法為： (1) 在拍攝之前，所述的凸輪像移補償機構位于初始位置，并保持靜止狀態； (2) 定點拍攝式航測相機主控系統利用GPS位置測量信息預測到達設定拍攝點的時 亥IJ，根據速高比得到像移補償速度參數，在到達拍攝時刻之前一段時間，將補償速度參數發 送到凸輪像移補償機構的控制系統； (3) 定點拍攝式航測相機主控系統根據補償速度計算加速時間，得到所述的凸輪像移 補償機構的啟動時刻，發送到定點拍攝式航測相機同步系統，定點拍攝式航測相機同步系 統在所述的凸輪像移補償機構啟動時刻發出同步脈沖，啟動所述的凸輪像移補償機構運 動； (4) 所述的凸輪像移補償機構的驅動電機在控制系統控制下，按設計的運動曲線加速， 使凸輪達到要求的補償速度，在拍攝時刻進入凸輪推程角范圍，在曝光時間內，凸輪保持在 推程角范圍內； (5) 曝光完成后，凸輪繼續運動，并在下個拍攝點之前回到初始位置并停止，完成一個 拍攝點的拍攝。
2. 根據權利要求1所述的定點拍攝式航測相機凸輪像移補償機構控制方法，其特征在 于：步驟（1)中，在上電初始化時，凸輪機構利用光電對管尋找初始位置，在每完成一次拍 攝凸輪回到初始位置后，利用光電對管驗證。
3. 根據權利要求1所述的定點拍攝式航測相機凸輪像移補償機構控制方法，其特征在 于：步驟（4)中，設計凸輪的運動曲線為勻加速曲線，凸輪從初始位置開始以恒定加速度加 速，到達設定的像移補償速度后保持勻速，直到進入推程角范圍，該過程凸輪具有相同的角 位移量，根據角位移量和設計的加速度大小，計算得到凸輪啟動時刻相對于拍攝時刻的提 前量。
4. 根據權利要求1所述的定點拍攝式航測相機凸輪像移補償機構控制方法，其特征在 于：步驟（4)中，采用步進電機作為凸輪驅動電機，對凸輪機構的運動進行控制，根據凸輪 運動的"角位移-時間"曲線，按照步進電機步距角的大小進行離散化，得到步進電機控制 脈沖的發送時刻。
5. 根據權利要求1所述的定點拍攝式航測相機凸輪像移補償機構控制方法，其特征在 于：步驟（4)中，采用微控制器的定時器和比較器功能實現步進電機脈沖時刻控制，根據設 計的電機運動曲線，離散化后計算相鄰脈沖的時間差，形成定時器周期參數查找表，在電機 加速過程中順序加載周期參數，減速過程中逆序加載周期參數，并對脈沖個數進行計數，保 證當速度減為O時，凸輪回到初始位置。
【專利摘要】本發明公開了一種定點拍攝式航測相機凸輪像移補償機構控制方法，屬于航測相機技術領域。該控制方法設計了勻加速的凸輪運動曲線，計算凸輪從初始位置由靜止加速到設定的轉速，保持勻速到達推程起點的時間，得到凸輪啟動時刻相對拍攝時刻的提前量。采用步進電機對凸輪進行控制，按步距角對凸輪運動曲線離散化，得到步進電機控制脈沖的發送時刻，計算相鄰脈沖的時間差，形成查找表，利用微控制器的定時器和比較器功能實現對步進電機脈沖時刻的精確控制。本方法保證了凸輪在拍攝時刻以設定的轉速進入推程角范圍，以獲得要求的像移補償速度，解決了航測相機在定點拍攝工作方式下凸輪式像移補償機構的控制問題。
【IPC分類】G01C11-02, H04N5-232, H02P8-14
【公開號】CN104767942
【申請號】CN201510197316
【發明人】周黎, 莊富強, 劉光林
【申請人】中國科學院光電技術研究所
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年4月23日