太空規格影像感測器模組開發

以作者查詢圖書館館藏

、以作者查詢臺灣博碩士

、以作者查詢全國書目

、勘誤回報

、線上人數：10

、訪客IP：18.216.186.164

姓名

楊甯凱(Ning-Kai Yang) 查詢紙本館藏

畢業系所

太空科學與工程研究所

論文名稱

太空規格影像感測器模組開發

相關論文

★ 科學酬載氣暉影像儀模擬設計	★ Analyzing the Sprite Emission Ratio from FORMOSAT-2 ISUAL Array Photometer Data
★ 製作登陸小行星用的Scheimpflug相機系統	★ 聯合觀測喜馬拉雅山區上空重力波與紅色精靈
★ 利用耦合非負矩陣分解方法進行Hyper-SCAN影像合成	★ 科學酬載暉光剖面儀之實作與測試
★ 影像式光譜儀的實作與紅色精靈光譜研究	★ 立方衛星高光譜儀成像系統開發以及校正
★ 高光譜儀的光機構分析與模擬

檔案

[Endnote RIS 格式]

[Bibtex 格式]

[相關文章]

[文章引用]

[完整記錄]

[館藏目錄]

[檢視]

[下載]

本電子論文使用權限為同意立即開放。
已達開放權限電子全文僅授權使用者為學術研究之目的，進行個人非營利性質之檢索、閱讀、列印。
請遵守中華民國著作權法之相關規定，切勿任意重製、散佈、改作、轉貼、播送，以免觸法。

摘要(中)

摘要
太空科學研究中常使用衛星上科學酬載的觀測資料，尤其在研究地球環境受到太陽風的影響，但衛星的成形需要龐大的資金、時間才能完成，因此近幾年立方衛星迅速發展，因為其製作時間短，成本低等優勢，其中影像是太空資料分析最主要的來源之一，所以製作系統化的立方衛星相機模組，簡化製作、實驗過程，能節省大量的開發時間。

本論文使用太空規格的影像感測器模組(Watec-T065)，在初步測試工作中使用TI MSP432微控制器提供影像感測器模組的控制訊號來測試影像感測器模組的各項功能，包含曝光時間的控制以及訊號的增益控制。影像資料為10bit，像素時脈為24.54 MHz，每張影像的有效像素659x494，曝光時間為1/60秒。在取像方面，我們初步使用數位邏輯分析儀將訊號擷取到電腦，並利用MATLAB將圖形繪製出來以驗證模組的影像功能。本實驗室也自行製作的影像擷取控制版，面積小於10×10 cm2，並且搭載太空規格的處理器SmartFusion2，並開發資料擷取的韌體，以提供將來應用於太空任務的影像感測器模組。

摘要(英)

Abstract

Space science often uses the data obtained by the payloads onboard satellites, especially for those studies learning how the Earth’s environment is affected by the solar winds. A space mission requires a huge budget and is a very time-consuming task. Recently, the growth of Cubsat missions is rapid because of its advantage of low cost and first production. In Cubsat missions, image sensors are the primary payloads for remote sensing, which provides Earth’s images. Therefore, we developed an image sensor module to reduce the development time for future space missions.

In this work, we tested the control function of the microcontroller TI MSP432 for the image sensor. The CCD test setting includes the controls of exposure time and amplifier gain. The image sensor has an effective dimension of 659×494 pixels with a dynamical range of 10bit. The shortest exposure time can reach 1/60s. For image validation, we extracted the images using a digital logic analyzer and demonstrated the images using Matlab. Based on the test and validation, we developed an image capture circuit board with a physical size of < 10×10 cm2, which adopts a SmartFusion2 processor. This circuit board can be used for remote sensing and is qualified for future space missions.

關鍵字(中)

★ 立方衛星

關鍵字(英)

★ CubeSat
★ CCD

論文目次

目錄

摘要 I
目錄 VI
圖目錄 VIII
表目錄 X
第一章、緒論 1
1-1 人造衛星 1
1-2 CubeSat 1
1-3 系統單晶片架構 4
1-4 研究目的 5
第二章、太空規格影像感測器模組組成架構 6
2-1 CCD 6
2-2 Watec-T065 I/O腳位 9
2-3 AD轉換 10
2-4 Watec-T065資料時序 10
2-5 鏡頭(YMV2595N 25mm) 11
2-6 影像擷取控制板 12
2-6-1 SmartFusion2 14
2-6-2 Bus Transceiver( 74AVC4T245QRGYRQ1) 15
2-6-3 Reset IC (TPS3813J25DBVR) 17
第三章、使用儀器及實驗方法 19
3-1 使用儀器 19
3-1-1 邏輯分析儀 19
3-1-2 準直儀(CDT12100) 22
3-1-3 六軸移動平台(HXP50) 23
3-1-4 氙燈(LH300) 24
3-1-5 單光儀(CS130) 25
3-2影像感測模組器校正實驗 26
3-2-1 曝光控制實驗 26
3-2-2解析度測試實驗 31
3-2-3觀測視野FOV測試實驗 52
3-2-4 響應度及訊噪比測試 60
第四章、問題與討論 69
4-1製作影像擷取板 69
4-2太空影像感測器量測 71
第五章、總結 72
參考文獻 .............................................74

參考文獻

參考文獻
[1] 郭泰麟，微衛星飛行軟體之設計製作與測試，國立成功大學電機工程學研究所，碩士論文，2011

[2] CubeSat: A new Generation of Picosatellite for Education and Industry Low-Cost Space
Experimentation

[3] Nugent, R. ”The CubeSat: The Picosatellite Standard for Research and Education, California Polytechnic State University, 2008.”

[4] Hishmeh, Samuel F., Tyler J. Doering, and James E. Lumpp. ”Design of flight software for the KySat CubeSat bus.” 2009 IEEE Aerospace conference. IEEE, 2009.

[5] Svartveit, Kristian. ”Attitude determination of the NCUBE satellite.” NTNU, June (2003).

[6] Straub, Jeremy, and David Whalen. ”Evaluation of the educational impact of participation time in a small spacecraft development program.” Education Sciences 4.1 (2014): 141-154.

[7] プレゼンテーション資料, ワテック株式会社,2017年7月

[8] カメラモジュール仕様書 T065, ワテック株式会社, 2016 年 4 月.

[9] SONY ICX424AL Data Sheet, http://www.alldatasheet.jp/datasheet-pdf/pdf/95421/SONY/ICX424AL.html(2017.1.21 閲覧).

[10] クランプ資料, ワテック株式会社, 2017 年 10 月

[11] 柳澤正久, SONY ICX424AL CCD イメージセンサと WATEC T065 カメラモジュールの特性調査, 電通大学紀要第 30 巻第 1 号.

[12] 阿部新助他 : EQUULEUS 搭載月面衝突閃光観測カメラ DELPHINUS の開発, 2018 年宇宙科学シンポジウム,2018 年 1 月
[13] SmartFusion2 Data Sheet，Microsemi

[14] SN74AVC4T245-Q1 Data Sheet，TEXAS INSTRUMENTS，2016年

[15] LAP-F1-40 Data Sheet，孕龍科技，2017年5月

[16] CDT off axis collimators，inframet，Version 5.3

[17] HXP50-MECA Positioning System User′s Manual，Newport，2018年

[18] LH300 Lamp Source User Manual，Newport，2017年12月
[19] CS130 datasheet，ORIEL，2015年

[20] 陳瀅琁，科學酬載氣暉影像儀模擬設計，國立中央大學太空科學研究所，碩士論文，2016

[21] 郭韋廷，應用Ronchi Test於準直儀精密校正precision Calibration of Collimator Using Ronchi Test，國立中央大學光電科學與工程研究所，碩士論文，2019

指導教授

郭政靈(Cheng-Ling Kuo)

審核日期

2020-1-13

推文