[發明專利]一種基于遙感圖像獲取遙感器在軌焦距的方法

有效

• 申請號: 201410520730.4
• 申請日: 2014-09-30
• 公開（公告）號: CN105527072B
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發明（設計）人: 孫權森;陳強;夏貴羽;黃哲;張睿智;高凱;王坤臣
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國;王培松

本發明提供一種基于遙感圖像獲取遙感器在軌焦距的方法，包括以下步驟：通過計算機模擬遙感器在軌成像，仿真得到多組在不同焦距等級下的焦距仿真圖像；計算每一幅焦距仿真圖像的相對邊緣響應值；對相對邊緣響應值進行統計分析，移除干擾建模的數據，然后以相對邊緣響應值為變量，以遙感器焦距為因變量，進行回歸建模，得到圖像相對邊緣響應值與遙感器焦距之間的數學模型；對于獲取的待處理遙感圖像，首先計算其相對邊緣響應參數，并以計算所得的相對邊緣響應值作為輸入，輸入建立的數學模型，從而獲得遙感器的焦距。

技術領域

本發明涉及遙感衛星圖像數據處理領域，具體而言涉及一種基于遙感圖像獲取遙感器在軌焦距的方法。

背景技術

對于普通透鏡而言，焦距就是焦點到透鏡中心的距離，而對于光學遙感器來說，焦距是以該光學系統的等效焦距(EFL，effective focal length)來表示的。該光學系統往往由若干個透鏡和反射鏡組成，每一透鏡和反射鏡都有各自的焦點與焦距，對整個光學系統而言，它有一對系統的組合焦點及組合焦距，稱為“等效焦點”和“等效焦距”。在軌遙感器焦距的變化將直接導致成像結果的差異，引起圖像質量的變化。

遙感器由于長時間處于太空中，所以積攢下來的機械以及電路方面的問題會導致光學系統焦距發生變化，這就將直接引起其所拍攝的遙感圖像的質量的變化，例如離焦會產生模糊。這就需要地面的工作人員根據遙感器的成像情況定期的檢查結果，人工調節它的焦距，以彌補因長時間機械老化等原因造成的焦距變化問題。這種調整方式需要有經驗的遙感專家根據觀察多幅圖像的結果，憑借經驗對遙感器的焦距作出適當的調整，并且在調整時候，還需要根據遙感器再次生成圖像的質量情況來判斷本次調整是否成功。這種方法既耗費了大量的人工，又需要一定的成像周期以判斷調整結果的合理性。

所以急需一種能夠指導遙感器自動在軌調整焦距的方法。但遙感器焦距變化范圍的獲取面臨著很大的挑戰，工作人員在地面上缺乏有效的途徑測量焦距變化的準確量。

發明內容

本發明的目的在于針對現有的技術無法解決自動準確獲取遙感器因機械老化發生的焦距變化問題，提出一種基于遙感圖像獲取遙感器在軌焦距的方法。

本發明的上述目的通過獨立權利要求的技術特征實現，從屬權利要求以另選或有利的方式發展獨立權利要求的技術特征。

為達成上述目的，本發明所采用的的技術方案如下：

一種基于遙感圖像獲取遙感器在軌焦距的方法，包括以下步驟：

步驟1、通過計算機模擬遙感器在軌成像，仿真得到多組在不同焦距等級下的焦距仿真圖像；

步驟2、計算每一幅焦距仿真圖像的相對邊緣響應值；

步驟3、對步驟2計算得到的相對邊緣響應值進行統計分析，移除干擾建模的數據，然后以統計分析后的圖像相對邊緣響應值為變量，以遙感器焦距為因變量，進行回歸建模，得到圖像相對邊緣響應值與遙感器焦距之間的數學模型；以及

步驟4：對于獲取的待處理遙感圖像，首先計算其相對邊緣響應參數，并以計算所得的相對邊緣響應值作為輸入，輸入所述步驟3建立的數學模型，從而獲得遙感器的焦距。

由以上本發明的技術方案可知，本發明所提出的基于遙感圖像獲取遙感器在軌焦距的方法，與現有技術相比，其顯著效果在于：

利用本發明提出的方法，可根據圖像的質量參數估計遙感器的焦距參數，用于指導遙感器自動地完成在軌的焦距調整。相對以往對遙感器在軌參數的調整都需要遙感專家根據經驗完成，利用本發明的方法來建立數學模型，并根據圖像計算得到相對邊緣響應的值，就可以反演出遙感器的焦距，從而指導遙感器做出相應的調整以得到高品質的遙感圖像，為遙感器在軌進行焦距的校準提供了理論依據和技術支持，同時大大降低了人力和時間成本。

附圖說明