[發明專利]一種視場拼接的大幅面相機系統

有效

• 申請號: 202010724193.0
• 申請日: 2020-07-24
• 公開（公告）號: CN112040097B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 劉秀;洪揚;張翠;宋立國
• 申請（專利權）人: 北京空間機電研究所
• 主分類號: H04N5/225
• 分類號: H04N5/225;H04N5/232
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 高志瑞

本發明公開了一種視場拼接的大幅面相機系統，包括：第一焦面組件、第二焦面組件、第一大幅面相機鏡頭、第二大幅面相機鏡頭、低分辨率相機焦面組件、低分辨率相機鏡頭、相機電子學單元、掃描控制單元、有效載荷安裝板、方位框架、方位驅動機構、方位軸、俯仰框架、俯仰驅動機構和俯仰軸。本發明采用外視場拼接方式和二維掃描機構相結合實現大幅面成像。

技術領域

本發明屬于光電成像技術領域，尤其涉及一種視場拼接的大幅面相機系統。

背景技術

大幅面相機系統是遙感信息獲取的重要技術手段，在偵察、測繪，軍事、商業等各領域具有廣泛的應用。大幅面相機系統對地遙感可為衛星平臺沿軌觀測、平流程飛艇定點觀測或航空飛機平臺巡航觀測。獲取大幅面成像系統主要有下面三種成像方式：

第一種是采用單片超大幅面成像器件實現成像系統。如Leica公司在2016年推出的DMC III相機系統，采用的單獨定制的超大幅面CMOS傳感器像元規模達到26112×15000。

第二種是采用中小像素規模面陣成像器件，通過二維指向鏡擺動或相機系統整機二維掃描實現大幅面成像。如圖1為一種二維掃描成像系統地面足跡示意圖，x向為相機系統運行方向，垂直相機系統運行方向9點步進掃描，在一次(例如從第1點～第9點)觀測過程中，沿相機運動方向二維指向鏡連續運動以補償星下點運動，達到視軸X向駐留功能。

第三種是采用視場拼接方式實現大幅面成像系統。專利CN 106231162A提出一種可重構大視場無縫拼接成像系統，拼接成像系統包括s個成像模塊，每個焦面單元包括M0*N0個面陣圖像傳感器；專利CN 105472214A用多行圖像傳感器橫向錯位拼接，像沿縱向連續位移，圖像傳感器按一定頻率快拍成像，然后各通道數據通過像元匹配合成一幅圖像，這兩種方法采用器件拼接方式，然后通過采用多鏡頭外視場拼接實現大幅面成像。發明專利CN102883095A、CN 102905061A均采用雙鏡頭、分光棱鏡方式實現拼接，屬于內視場拼接方法。發明專利CN 109120826A提出一種大幅面相機內外視場混合拼接方法，屬于內外視場混合拼接方法。

采用單片超大幅面成像器件實現成像系統的缺點是一般超大幅面成像器件需單獨定制，器件研制技術難度大，器件研制周期長、成本高。采用中小像素規模面陣成像器件，通過二維指向鏡擺動或相機系統整機二維掃描實現大幅面成像，一般應用在偵察成像系統中，二維指向機構運動機構結構設計和電子學控制相對復雜，后續圖像處理全場景拼接相對復雜，如用于測繪成像幾何精度受到很大限制。采用視場拼接方式實現大幅面成像系統可用于偵察和測繪領域。內視場拼接在拼接處產生光暈，對定標和處理照成一定的困擾；外視場拼接實現大幅面成像，一般至少需要四個鏡頭，相機系統復雜。相機系統數據量，因采用器件多，整機成本偏高。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供了一種視場拼接的大幅面相機系統，采用外視場拼接方式和二維掃描機構相結合實現大幅面成像。