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基于MEMS陀螺仪及压电微摆镜的光机电联合稳像技术

雷琼莹, 金伟其, 郭宏, 米凤文, 张旭, 胡亮亮

雷琼莹, 金伟其, 郭宏, 米凤文, 张旭, 胡亮亮. 基于MEMS陀螺仪及压电微摆镜的光机电联合稳像技术[J]. 红外技术, 2018, 40(4): 332-337.
引用本文: 雷琼莹, 金伟其, 郭宏, 米凤文, 张旭, 胡亮亮. 基于MEMS陀螺仪及压电微摆镜的光机电联合稳像技术[J]. 红外技术, 2018, 40(4): 332-337.
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LEI Qiongying, JIN Weiqi, GUO Hong, MI Fengwen, ZHANG Xu, HU Liangliang. Opto-mechatronics Joint Image Stabilization Based on MEMS Gyroscope and Piezoelectric Micro-pendulum Mirror[J]. Infrared Technology , 2018, 40(4): 332-337.
Citation: LEI Qiongying, JIN Weiqi, GUO Hong, MI Fengwen, ZHANG Xu, HU Liangliang. Opto-mechatronics Joint Image Stabilization Based on MEMS Gyroscope and Piezoelectric Micro-pendulum Mirror[J]. Infrared Technology , 2018, 40(4): 332-337.
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基于MEMS陀螺仪及压电微摆镜的光机电联合稳像技术

  • 北京理工大学 光电成像技术与系统教育部重点实验室,北京,100081

  • 北京理工大学

基金项目: 国家自然科学基金项目(61575023)%总装预研基金
详细信息

  • 中图分类号: TB209

Opto-mechatronics Joint Image Stabilization Based on MEMS Gyroscope and Piezoelectric Micro-pendulum Mirror

摘要

    摘要
  • 摘要: 针对光电平台抖动造成图像平移和旋转导致图像模糊的问题,研究了一种基于MEMS陀螺仪和压电微摆镜的光机电联合稳像实验系统,主要包括MEMS陀螺仪及控制器、压电微摆镜及控制系统和上位PC机后处理系统等.通过位于可见光摄像机上的MEMS陀螺仪及控制器的Kalman滤波获取当前帧相对参考帧的旋转角度,PC机同步采集摄像机的视频图像并计算出图像旋转量进行补偿;采用二维灰度投影法对图像二维偏移量进行估计,分离意向运动和随机抖动,得到抖动偏移量,控制成像光路中的压电陶瓷微摆镜进行光机补偿校正;进一步结合参考图像采用数字稳像方法进行第2次偏移量补偿,实现了对偏移量的大范围和高精度校正,得到清晰图像.实验表明:该系统对角度的稳像精度小于0.4°,对二维平移的补偿精度达到1个像素,图像帧频达到25 fps,可对存在平移和旋转的抖动图像进行有效的校正.
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