可见彩色航空遥感相机机芯方案

一、系统概述

可见光机芯，也即可见彩色航空遥感相机机芯，其用于航空遥感拍摄，采用高性能主控芯片，完成传感器驱动并输出图像数据，并可接受指令控制。电子元器件采用工业级以上器件并完成了热设计，可在恶劣环境中宽温工作；机箱等结构件采用航空型材并进行结构分析，可满足机载应用条件。

它为航空遥感摄像应用而研制，也可应用于科研、交通、监控等其它领域内高分辨率高速率成像。其搭载的高分辨率的探测器能生成高分辨率图像，同时专用处理芯片提供完善的成像处理算法。标准对外接口，适用于各应用领域快速集成，成熟的软硬件配套。

二、主要技术参数

1)芯片：GMAX3412，彩色；

2)动态范围：≥66dB（12bit输出）；

3)数据格式：无插值的12bitRGB数据；

4)电源接口：12Vdc，小于6W；

5)数据接口：万兆光纤/USB；

6)通讯接口：RS422串口通信，RS422同步接口；

7)触发模式：外触发，中间回复脉冲（中点曝光脉冲）；

8)帧频：>30hz；

9)软件功能：去噪点，自动均匀性调节等基本功能，ROI，FPN，FFC，GAMMA校正；

10)输出对焦评价因子；

11)自动增益调节，自动调积分时间，手动可切换；

13)结构尺寸： <65mm×65mm×55mm;

14)整机重量：<=290g（不含光学组件）；

15)工作温度要求：-40℃-60℃；

三、接口设计

电子学接口：电子学对外接口共4类，分别是电源接口、RS422通讯接口、RS422同步触发接口、SFP+数据接口和USB3.0辅助通信接口。采用的插件分别为航插、光纤接口和USB方形B型接口。具体的接口定义详见接口数据单。

机械接口设计：结构设计中考虑使用与安装环境，尺寸与重量应集约化设计。详细接口见接口数据单。

四、电路设计介绍

模块介绍

根据电路功能，可将电路分为探测器驱动电路、数据传输与控制模块、数据处理模块及电源模块；各模块功能简介如下：

1)探测器驱动电路：主要完成探测器驱动所需的各种不同精度和噪声要求的偏置电压信号及时序驱动信号的产生; 另外FPGA中构建逻辑时序模块，根据系统需求来产生相应的探测器配置及驱动脉冲、信息获取电路所需的控制脉冲;

2)数据传输与控制模块：主要利用FPGA完成对高帧频图像数据的组帧和传输，同时根据工作需要通过外部接口实时改变探测器及系统的工作参数；

3)数据处理模块：利用FPGA控制DDR3和FLASH等板载存储单元，完成非均匀校正等图像数据处理其工作；

4)电源模块：为整个电子学系统提供不同功率和精度的模拟和数字电源。

五、参数描述

• 全国产化机芯；

• 高分辨率高帧频成像4096*3072（默认3840*3072）；

• 帧频≥30Hz；

• 高性能FPGA处理器，集成图像处理算法；

• 支持自动或手动调节增益、曝光时间、白平衡、Gamma等；

• 支持软触发、自动触发；

• 万兆光纤接口，轻松处理数据传输；

• 国产军品级器件，低功耗高导热设计，实现宽温工作；

• 航空型材机箱，结合结构分析，满足机载应用条件；

• 成熟配套的软硬件平台，可实现图像处理，图像数据存储等。

GMAX3412相机成像效果-1 GMAX3412相机成像效果-2

六、应用优势

适用领域

可见光机芯为航空遥感摄像应用而研制，也可应用于科研、交通、监控等其它领域内高分辨率成像。其搭载的高分辨率的探测器能生成高分辨率图像，同时专用处理芯片提供完善的成像处理算法。标准对外接口，适用于各应用领域快速集成。

为了证明产品的环境试验性，做了相关的环境模拟试验，试验表明该可见光机芯，满足其机载焦领域振动及高低温的功能指标要求。

可提供环模试验鉴定报告。

市场优势

与市场上的工业级相机相比，可见GMAX3412相机主要具备以下特性：

1、高分辨率和低噪声：科研级相机通常具有高分辨率，能够捕捉到更清晰的图像。同时，低噪声特性使得相机在拍摄时能够减少随机噪声的干扰，提高图像质量；

2、高帧速：科研级相机通常具有较高的帧速，能够捕捉到高速运动的对象；

3、高动态范围：高动态范围意味着相机能够在较宽的光照条件下拍摄，从非常亮到非常暗的场景都能很好地表现；

4、高灵敏度：科研级相机通常具有高灵敏度，能够在微弱的光照条件下拍摄清晰的图像；

5、高量子效率：量子效率高的相机能够更好地吸收光子并进行光电转换，提高信号的收集效率；

6、小尺寸轻量化低功耗：该相机对机载吊舱等应用完成了结构和电子学优化设计，更方便集成；7、环境适应性：为适应机载的恶劣环境，完成了力学、热学的设计，制定了环境试验大纲和通过了试验考核。

方案概述