[發(fā)明專利]一種利用尋北儀實(shí)現(xiàn)航空相機(jī)航跡跟蹤成像的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410114537.0
• 申請(qǐng)日: 2014-03-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104848842B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王哲;佟杰;林招榮;宋立國(guó);李其鍇;王麗;陳凌軍;劉秀
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京空間機(jī)電研究所
• 主分類號(hào): G01C11/00
• 分類號(hào): G01C11/00
• 代理公司: 中國(guó)航天科技專利中心11009
• 代理人: 安麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種航空相機(jī)航跡跟蹤成像方法，特別是一種利用尋北儀實(shí)現(xiàn)航空相機(jī)航跡跟蹤成像的方法，實(shí)現(xiàn)了大幅面航跡跟蹤成像。

背景技術(shù)

在航空偵察領(lǐng)域中往往需要獲取寬視角、高分辨率的全景圖像，但受航空相機(jī)機(jī)械限制，一般只能獲取局部像，當(dāng)前也有較多獲取大幅圖像的方法。如利用全景圖像的硬件設(shè)備(全景相機(jī)、廣角鏡頭等)，成本較為昂貴；利用多后背（多相機(jī)）方式，通過(guò)控制電路對(duì)多個(gè)后背同時(shí)成像，不僅加大了機(jī)械尺寸，同時(shí)系統(tǒng)需配備相應(yīng)的控制電路，致使系統(tǒng)復(fù)雜；為確保獲取完整的大幅面圖像，當(dāng)今應(yīng)用較為廣泛的是基于慣性導(dǎo)航的穩(wěn)定平臺(tái)，在航跡方向上實(shí)現(xiàn)跟蹤的目的，達(dá)到融合拼接大幅面圖像的效果，然而受慣導(dǎo)本身質(zhì)量、尺寸和成本多重因素影響，同時(shí)慣導(dǎo)上電需待機(jī)至少20分鐘，方可采樣有效，大大降低系統(tǒng)快速響應(yīng)性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種利用尋北儀實(shí)現(xiàn)航空相機(jī)航跡跟蹤成像的方法，實(shí)現(xiàn)了航空相機(jī)的航跡跟蹤成像，便于獲取大幅面圖像，降低了設(shè)備的重量和成本，提高了系統(tǒng)快速響應(yīng)性能。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種利用尋北儀實(shí)現(xiàn)航空相機(jī)航跡跟蹤成像的方法，步驟如下：

（1）將尋北儀通過(guò)其自身的四個(gè)安裝口固定連接在跟蹤成像飛機(jī)上；

（2）預(yù)先獲取跟蹤成像區(qū)域磁差Δ_ψ，人工設(shè)定跟蹤成像飛機(jī)的飛行航跡角δ；

（3）跟蹤成像飛機(jī)上的航跡跟蹤成像系統(tǒng)上電，開(kāi)始工作；

（4）利用尋北儀獲取磁航向角ψ_M，所述磁航向角為航跡跟蹤成像飛機(jī)機(jī)身軸線在水平面上的投影與磁子午線之間的夾角；

（5）利用磁差Δ_ψ、航跡角δ和磁航向角ψ_M計(jì)算偏流角θ；

（6）根據(jù)步驟（5）中計(jì)算的偏流角θ，跟蹤成像飛機(jī)上的方位電機(jī)驅(qū)動(dòng)跟蹤成像飛機(jī)的方位軸進(jìn)行偏流角補(bǔ)償，在補(bǔ)償過(guò)程中利用跟蹤成像飛機(jī)上的碼盤來(lái)控制方位軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，所述碼盤為方位電機(jī)內(nèi)部的測(cè)角傳感器；

（7）跟蹤成像飛機(jī)上的航空相機(jī)進(jìn)行航跡跟蹤成像。

所述步驟（1）中將尋北儀通過(guò)其自身的四個(gè)安裝口固定連接在跟蹤成像飛機(jī)上，尋北儀的四個(gè)安裝口方向與飛機(jī)機(jī)身軸線方向一致。

所述步驟（5）中利用磁差Δ_ψ、航跡角δ和磁航向角ψ_M計(jì)算偏流角θ，具體為：θ=ψ_M+Δ_ψ-δ。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是：

（1）本發(fā)明僅需一臺(tái)相機(jī)即可實(shí)現(xiàn)獲取大幅面航跡跟蹤成像的效果，與當(dāng)前多臺(tái)相機(jī)成像系統(tǒng)相比，大大節(jié)省了空間和系統(tǒng)復(fù)雜度；

（2）本發(fā)明利用尋北儀，系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間在2-3分鐘，與當(dāng)前慣導(dǎo)上電需待機(jī)至少20分鐘相比，大大縮短了系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間，提高了系統(tǒng)響應(yīng)速度；

（3）本發(fā)明利用尋北儀作為飛機(jī)偏流角的檢測(cè)器件，尺寸小、質(zhì)量輕、成本低廉、安裝方便。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明流程圖；

圖2為飛機(jī)控制參數(shù)示意圖；

圖3為本發(fā)明的平臺(tái)、尋北儀和航線輸入界面示意圖，其中（a）為本發(fā)明平臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖，（b）為尋北儀結(jié)構(gòu)示意圖，（c）為輸入界面示意圖；

圖4為兩條臨近航帶漏拍示意圖；

圖5為兩條臨近航帶通過(guò)補(bǔ)償后拼接示意圖；

圖6為本發(fā)明控制框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

圖1為本發(fā)明的流程圖，從圖中可知，本發(fā)明的步驟如下：

（1）將尋北儀通過(guò)其自身的四個(gè)安裝口固定連接在航跡跟蹤成像飛機(jī)上，安裝時(shí)需要保證尋北儀的四個(gè)安裝口方向與飛機(jī)機(jī)身軸線方向一致；

（2）預(yù)先獲取航跡跟蹤成像區(qū)域磁差Δ_ψ，人工設(shè)定跟蹤成像飛機(jī)的飛行航跡角δ；

（3）跟蹤成像飛機(jī)上的航跡跟蹤成像系統(tǒng)上電，開(kāi)始工作；

（4）利用尋北儀獲取磁航向角ψ_M，所述磁偏角為航跡跟蹤成像飛機(jī)機(jī)身軸線在水平面上的投影與磁子午線之間的夾角；

（5）利用磁差Δ_ψ、航跡角δ和磁航向角ψ_M計(jì)算偏流角θ；