[發明專利]單傳感器雙像面航空相機圖像檢焦裝置及方法

在審

• 申請號: 201910885666.2
• 申請日: 2019-09-19
• 公開（公告）號: CN110602402A
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發明（設計）人: 陳志超;匡海鵬;劉學吉;葉華;劉志明;劉禹;李大偉
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: H04N5/232
• 分類號: H04N5/232;G03B13/36
• 代理公司: 22214 長春眾邦菁華知識產權代理有限公司
• 代理人: 朱紅玲

單傳感器雙像面航空相機圖像檢焦裝置及方法，涉及航空相機成像技術領域，解決現有采用光敏元件進行間接檢焦方法，存在光敏元件的安裝位置、性能等影響探測器成像的效果的問題，相機控制器發出檢焦指令，由CMOS圖像數據采集系統、調焦控制器和反射鏡控制器接收，反射鏡控制器控制掃描反射鏡在前向像移補償工作狀態，確保地面景物相對相機靜止，調焦控制器移動調焦反射鏡至檢焦位置時，相機控制器向CMOS圖像數據采集系統拍照指令，CMOS圖像數據采集系統接到拍照指令后，控制CMOS探測器對地面景物成像，地面景物的像經掃描反射鏡、相機的光學系統以及調焦反射鏡，同時在CMOS探測器的區域a和區域b上成像；采用CMOS探測器進行圖像檢焦，獲得較高的檢焦精度。

技術領域

本發明涉及航空相機成像技術領域，具體涉及一種單傳感器雙像面航空相機圖像檢焦裝置及方法。

背景技術

航空相機在空中成像時，由于溫度、大氣壓力和照相距離的變化會造成離焦的現象，嚴重影響圖像的清晰度和分辨率，長焦距相機尤其如此。所以要獲得高清晰度的圖像，就需要相機在拍照前，進行自動檢調焦。

目前，航空相機上常用的檢調焦方法為光電自準直式，采用在像面上放置一個光柵作為目標，通過光學系統成像后，再通過一個反射鏡將其反射回到像面上，使用光敏元件接收，通過接收到的能量來判斷焦面。

現有方法利用光敏元件進行檢焦，屬于間接檢焦，光敏元件的安裝位置、性能等都會影響探測器成像的效果。

針對上述情況設計了一種新的自動檢焦的裝置與方法，采用CMOS探測器進行圖像檢焦，能獲得較高的檢焦精度。

發明內容

本發明為解決現有采用光敏元件進行間接檢焦方法，存在光敏元件的安裝位置、性能等影響探測器成像的效果的問題，提供一種單傳感器雙像面航空相機圖像檢焦裝置及方法。

單傳感器雙像面航空相機圖像檢焦裝置，包括電控箱，CMOS探測器，CCD探測器，反射鏡，分光棱鏡，光軸，掃描反射鏡，調焦反射鏡和相機光學系統；所述電控箱包括相機控制器，CMOS圖像數據采集系統，調焦控制器和反射鏡控制器；

所述相機控制器向CMOS圖像數據采集系統，調焦控制器和反射鏡控制器發出控制指令，反射鏡控制器控制掃描反射鏡，調焦控制器控制調焦反射鏡，CMOS圖像數據采集系統控制CMOS探測器對地面景物成像；

在所述CCD探測器的焦面位置后兩倍焦深的平面上放置CMOS探測器，沿所述CMOS探測器的光軸方向的放置分光棱鏡，在分光棱鏡的左側放置反射鏡，所述CMOS探測器的成像區域分為區域a和區域b；所述區域a在等光程像面上位于沿光軸方向的CCD探測器的焦面位置前兩倍焦深的平面上，所述區域b在等光程像面上位于沿光軸方向的CCD探測器的焦面位置后兩倍焦深的平面上，地面景物的像經掃描反射鏡、相機的光學系統以及調焦反射鏡，同時在CMOS探測器的區域a和區域b上成像。

單傳感器雙像面航空相機圖像檢焦方法，該方法由以下步驟實現：

步驟一、所述相機控制器發出檢焦指令，由CMOS圖像數據采集系統、調焦控制器和反射鏡控制器接收，反射鏡控制器控制掃描反射鏡在前向像移補償工作狀態，確保地面景物相對相機靜止，調焦控制器移動調焦反射鏡至檢焦位置時，相機控制器向CMOS圖像數據采集系統拍照指令，CMOS圖像數據采集系統接到拍照指令后，控制CMOS探測器對地面景物成像，所述地面景物的像經掃描反射鏡、相機的光學系統以及調焦反射鏡，同時在CMOS探測器的區域a和區域b上成像；

步驟二、所述調焦控制器接收CMOS圖像數據采集系統返回的CMOS探測器中區域a和區域b圖像所對應的調焦評價函數的數值，根據所述調焦評價函數的數值確定下一個檢焦位置，最終得到最佳的檢焦位置；

步驟三、所述調焦控制器發送至相機控制器檢焦結束參數，相機控制器結束檢焦。