[發(fā)明專利]適用于機(jī)載廣域偵察監(jiān)視多相機(jī)陣列排布方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010475768.X
• 申請(qǐng)日: 2020-05-29
• 公開（公告）號(hào): CN111641812B
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張文博;王惠林;吳雄雄;劉吉龍;柯詩(shī)劍;趙志草
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安應(yīng)用光學(xué)研究所
• 主分類號(hào): H04N7/18
• 分類號(hào): H04N7/18
• 代理公司: 中國(guó)兵器工業(yè)集團(tuán)公司專利中心 11011
• 代理人: 周恒

本發(fā)明屬于機(jī)載光電偵察監(jiān)視技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于機(jī)載廣域偵察監(jiān)視多相機(jī)陣列排布方法。該方法利用單個(gè)相機(jī)視場(chǎng)、相機(jī)間距離、相機(jī)間視場(chǎng)重疊率、相機(jī)作用距離等相關(guān)參數(shù)，通過(guò)本方法能夠快速確定相機(jī)間的位置及角度關(guān)系，進(jìn)而快速確定相機(jī)陣列的位置及角度關(guān)系，為相機(jī)陣列排布架的加工及子相機(jī)安裝提供設(shè)計(jì)依據(jù)。本發(fā)明能夠利用陣列子相機(jī)單元關(guān)鍵參數(shù)及結(jié)構(gòu)空間關(guān)系，快速確定相機(jī)間排放位置關(guān)系及角度關(guān)系，有效解決了子相機(jī)位置定位難的問(wèn)題，避免了設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，降低對(duì)設(shè)計(jì)人員的要求，提高相機(jī)陣列排布的設(shè)計(jì)效率。本方法簡(jiǎn)單易行，適用于不同數(shù)量級(jí)的多相機(jī)陣列排布，通用性強(qiáng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)載光電偵察監(jiān)視技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于機(jī)載廣域偵察監(jiān)視多相機(jī)陣列排布方法，該方法是通過(guò)已知的關(guān)鍵參數(shù)快速推算出相機(jī)間的排布位置及角度，實(shí)現(xiàn)廣域高分辨率成像，為設(shè)計(jì)人員提供便利。

背景技術(shù)

光電系統(tǒng)作為飛機(jī)平臺(tái)的重要任務(wù)設(shè)備，具備執(zhí)行目標(biāo)搜索、偵察、監(jiān)視能力。光電系統(tǒng)內(nèi)部的光學(xué)成像組件是保證光電任務(wù)設(shè)備出色完成各項(xiàng)作戰(zhàn)使命的關(guān)鍵裝置。隨著現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)發(fā)展的需要，對(duì)復(fù)雜戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境大視場(chǎng)高分辨的目標(biāo)監(jiān)視、辨認(rèn)、搜索成像系統(tǒng)越來(lái)越迫切，然而傳統(tǒng)的單相機(jī)光學(xué)成像系統(tǒng)無(wú)法兼顧看的遠(yuǎn)且看的寬，該光學(xué)成像系統(tǒng)已經(jīng)無(wú)法滿足光電偵察監(jiān)視大范圍、持久性監(jiān)視的需求，因此，提供一種適用于機(jī)載廣域偵察監(jiān)視多相機(jī)陣列成像系統(tǒng)來(lái)提高偵察監(jiān)視效能顯得尤為重要。

目前，針對(duì)傳統(tǒng)單相機(jī)視場(chǎng)小、分辨率低等性能的不足，北京空間機(jī)電研究所在其申請(qǐng)的專利“一種新型高分辨率大視場(chǎng)光學(xué)成像系統(tǒng)(專利申請(qǐng)?zhí)?01210380276.8)”和“一種基于計(jì)算成像技術(shù)的大視場(chǎng)光學(xué)成像系統(tǒng)(專利申請(qǐng)?zhí)?01210378455.3)”，還有國(guó)外杜克大學(xué)Brady等人的論文“Optomechanical design of multiscale gigapixel digitalcamera”，“Multiscale gigapixel photography”等均公開了一種多相機(jī)“球狀蜂窩”排布方法，實(shí)現(xiàn)大視場(chǎng)高分辨成像。但是該方法成像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成像系統(tǒng)需要由兩級(jí)系統(tǒng)組成，即球型共心物鏡組成前級(jí)系統(tǒng)和大量中繼相機(jī)組成次級(jí)系統(tǒng)。為了使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，K-Palaniappan等人提出相機(jī)陣列無(wú)縫拼接方案實(shí)現(xiàn)大視場(chǎng)高分辨成像，分為奇數(shù)相機(jī)排列和偶數(shù)相機(jī)排列，在確定分布圓的半徑之后，通過(guò)對(duì)不同相機(jī)做平行線能夠快速得到其余相機(jī)的位置和角度信息，但是該方法的不足是相機(jī)間距太大，使得整個(gè)系統(tǒng)體積龐大。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：如何解決機(jī)載廣域偵察監(jiān)視多相機(jī)陣列設(shè)計(jì)過(guò)程中，子相機(jī)視場(chǎng)多變、作用距離不同、不同圖像處理硬件平臺(tái)對(duì)拼接重疊率的要求不同、子相機(jī)間間距要求不同，多相機(jī)陣列設(shè)計(jì)難度大等問(wèn)題。

(二)技術(shù)方案

為解決現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種適用于機(jī)載廣域偵察監(jiān)視多相機(jī)陣列排布方法，所述多相機(jī)陣列排布方法包括如下步驟：

步驟1：根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包絡(luò)尺寸判斷該多相機(jī)陣列的規(guī)模m×n以及相機(jī)是圓弧內(nèi)排布還是圓弧外排布；

步驟2：根據(jù)多相機(jī)陣列的規(guī)模m×n判斷相機(jī)排布奇偶性；

如果m＞n，則先計(jì)算列再計(jì)算行，且列排布的奇偶性與m的奇偶性相同，行排布的奇偶性與n的奇偶性相同；

若m＜n，則先計(jì)算行再計(jì)算列，且行排布的奇偶性與n的奇偶性相同，列排布的奇偶性與m的奇偶性相同；若m＝n，則先計(jì)算行或先計(jì)算列均可，排布的奇偶性與m或n的奇偶性相同；

步驟3：對(duì)于偶數(shù)相機(jī)圓弧內(nèi)排布的情況，計(jì)算出相應(yīng)基準(zhǔn)圓半徑；

對(duì)于奇數(shù)相機(jī)圓弧內(nèi)排布的情況，計(jì)算出相應(yīng)基準(zhǔn)圓半徑；

對(duì)于偶數(shù)相機(jī)圓弧外排布的情況，計(jì)算出相應(yīng)基準(zhǔn)圓半徑；