基于传递函数法的航空航天相机像质测试系统研发

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作为航空航天领域获取信息的重要设备,安装于不同类型飞行器上的航空航天相机,其成像质量的优劣将对目标物的观测效果和观测精度有着直接影响,因此在相机出厂前需要对相机的图像质量进行测试评价。本文针对现有航空航天相机像质检测效率低、人员误差大的问题,在对传统的像质测试方法充分了解的基础上,给出了一种基于传递函数的计算方法实现对航空航天相机像质进行评价;同时为了满足测试系统实时传输图像的要求,进行了基于千兆以太网协议的图像数据实时传输接口设计。本测试系统研发中,涉及的主要内容有:利用FPGA硬件平台实现千兆以太网协议,将相机图像数据高速传输至计算机端;编写了面向UDP的Socket套接字进行图像采集,将图像RAW格式转换为BMP位图文件进行图像显示,利用边缘检测与霍夫变换相结合的方法完成图像位姿校正等相关功能的算法程序;在调制传递函数(MTF)值计算中,采用了对比度的测量方式实现MTF的数值计算;在实验室的环境下搭建了相机性能测试系统平台,采用不同型号的相机对系统中矩形靶标进行拍摄,获取条纹图像计算MTF值,并与人工MTF测试结果进行对比分析;对系统测试结果精确度产生影响的因素进行了分析并给出了相应解决措施。实验测试结果表明,本测试系统能够更加准确地获取MTF值,大大提高了测试效率,实现了对航空航天相机成像质量的性能测试要求。
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