[發(fā)明專利]一種小衛(wèi)星拼接成像地面模擬系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911309562.3
• 申請(qǐng)日: 2019-12-18
• 公開（公告）號(hào): CN111079291B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 常琳;陳高杰;楊秀彬;徐偉;黎艷博;岳煒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06T3/40
• 代理公司: 長(zhǎng)春眾邦菁華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 22214
• 代理人: 寧曉丹

1.一種小衛(wèi)星拼接成像地面模擬系統(tǒng)，其特征在于，包括氣浮平臺(tái)、相機(jī)成像單元、移動(dòng)導(dǎo)軌和靶標(biāo)單元；相機(jī)成像單元設(shè)置在氣浮平臺(tái)上，靶標(biāo)單元設(shè)置在移動(dòng)導(dǎo)軌上；氣浮平臺(tái)模擬相機(jī)成像單元太空工作環(huán)境，靶標(biāo)單元能夠在移動(dòng)導(dǎo)軌上上下左右移動(dòng)、能夠顯示圖像，且其顯示的圖像能左右移動(dòng)，相機(jī)成像單元對(duì)靶標(biāo)單元進(jìn)行成像；

其模擬成像過(guò)程為：

步驟一、對(duì)一種小衛(wèi)星拼接成像地面模擬系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整校準(zhǔn)；

步驟二、設(shè)置靶標(biāo)單元上目標(biāo)圖像的循環(huán)尺寸和移動(dòng)速度，規(guī)劃拼接成像的時(shí)間間隔，使得后一次推掃的起始條帶與前一次推掃的終點(diǎn)條帶相鄰；

步驟三、控制氣浮平臺(tái)使相機(jī)成像單元的相機(jī)向靶標(biāo)單元的起始位置方向旋轉(zhuǎn)一定擺角，根據(jù)該擺角、相機(jī)像元尺寸、靶標(biāo)單元目標(biāo)圖像移動(dòng)速度，計(jì)算成像實(shí)際物距一、行轉(zhuǎn)移時(shí)間一和行轉(zhuǎn)移頻率一，按行轉(zhuǎn)移時(shí)間一和行轉(zhuǎn)移頻率一設(shè)置相機(jī)參數(shù)，啟動(dòng)相機(jī)對(duì)靶標(biāo)單元成像，并在成像Ns后關(guān)閉相機(jī)；

步驟四、控制氣浮平臺(tái)使相機(jī)旋轉(zhuǎn)至步驟一中的位置，根據(jù)該擺角、相機(jī)像元尺寸、靶標(biāo)單元目標(biāo)圖像移動(dòng)速度，計(jì)算此時(shí)的成像實(shí)際物距二、行轉(zhuǎn)移時(shí)間二和行轉(zhuǎn)移頻率二，按行轉(zhuǎn)移時(shí)間二和行轉(zhuǎn)移頻率二設(shè)置相機(jī)參數(shù)，啟動(dòng)相機(jī)對(duì)靶標(biāo)單元成像，并在成像Ns后關(guān)閉相機(jī)；

步驟五、控制氣浮平臺(tái)使相機(jī)向靶標(biāo)單元的起始位置方向相反的方向旋轉(zhuǎn)一定擺角，根據(jù)該擺角、相機(jī)像元尺寸、靶標(biāo)單元目標(biāo)圖像移動(dòng)速度，計(jì)算成像實(shí)際物距三、行轉(zhuǎn)移時(shí)間三和行轉(zhuǎn)移頻率三，按行轉(zhuǎn)移時(shí)間三和行轉(zhuǎn)移頻率三設(shè)置相機(jī)參數(shù)，啟動(dòng)相機(jī)對(duì)靶標(biāo)單元成像，并在成像Ns后關(guān)閉相機(jī)，N＞0；

步驟六、將步驟三、步驟四和步驟五所成的圖像順序拼接，得到一幅連續(xù)圖像。

2.如權(quán)利要求1所述的一種小衛(wèi)星拼接成像地面模擬系統(tǒng)，其特征在于，所述移動(dòng)導(dǎo)軌包括高度方向電動(dòng)調(diào)整組件、水平方向電動(dòng)調(diào)整組件和托臺(tái)，靶標(biāo)單元放置在托臺(tái)上，托臺(tái)安裝在高度方向電動(dòng)調(diào)整組件上，高度方向電動(dòng)調(diào)整組件能控制托臺(tái)在其上上下移動(dòng)，高度方向電動(dòng)調(diào)整組件安裝在水平方向電動(dòng)調(diào)整組件上，水平方向電動(dòng)調(diào)整組件能控制高度方向電動(dòng)調(diào)整組件在其上左右移動(dòng)。

3.如權(quán)利要求1所述的一種小衛(wèi)星拼接成像地面模擬系統(tǒng)，其特征在于，所述氣浮平臺(tái)能噴出高壓氣體，通過(guò)高壓氣體對(duì)相機(jī)成像單元形成的壓力和相機(jī)成像單元重力相等模擬相機(jī)成像單元太空工作環(huán)境。

4.如權(quán)利要求1所述的一種小衛(wèi)星拼接成像地面模擬系統(tǒng)，其特征在于，所述氣浮平臺(tái)能帶動(dòng)其上相機(jī)成像單元的水平轉(zhuǎn)動(dòng)。

5.如權(quán)利要求1所述的一種小衛(wèi)星拼接成像地面模擬系統(tǒng)，其特征在于，所述氣浮平臺(tái)包括計(jì)算機(jī)一和計(jì)算機(jī)二，計(jì)算機(jī)一和計(jì)算機(jī)二控制氣浮平臺(tái)4的工作；計(jì)算機(jī)一連接相機(jī)成像單元，計(jì)算機(jī)一用于設(shè)置相機(jī)成像單元參數(shù)、用于控制相機(jī)成像單元成像、用于接收并拼接相機(jī)成像單元所成圖像。

6.如權(quán)利要求1所述的一種小衛(wèi)星拼接成像地面模擬系統(tǒng)，其特征在于，所述相機(jī)成像單元包括具有定焦鏡頭的TDICCD相機(jī)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器和無(wú)線路由器，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器連接TDICCD相機(jī)和無(wú)線路由器，TDICCD相機(jī)通過(guò)定焦鏡頭對(duì)靶標(biāo)單元成像得到的圖像經(jīng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后由無(wú)線路由器傳出。

7.如權(quán)利要求1所述的一種小衛(wèi)星拼接成像地面模擬系統(tǒng)，其特征在于，所述步驟一的具體過(guò)程為：根據(jù)相機(jī)像元尺寸、相機(jī)焦距、靶標(biāo)單元分辨率計(jì)算得到成像物距，根據(jù)成像物距將靶標(biāo)單元放置于氣浮平臺(tái)和相機(jī)的前方，調(diào)整氣浮平臺(tái)和相機(jī)成像單元使得相機(jī)靶面與推掃方向垂直，且相機(jī)獲取靶標(biāo)單元靜態(tài)清晰圖像。