[發明專利]相機焦面光學無縫拼接的像元重疊精度測試裝置

在審

• 申請號: 202011423245.7
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN114608803A
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 楊秀彬;杜嘉敏;徐偉;常琳;永強
• 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: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02;G01N21/84;G06T3/00;G06T3/40;G06T7/80
• 代理公司: 長春眾邦菁華知識產權代理有限公司 22214
• 代理人: 寧曉丹

相機焦面光學無縫拼接的像元重疊精度測試裝置涉及空間光學遙感技術領域，解決了需求地面快速測試無縫拼接像元重疊精度裝置的問題，包括能夠顯示并移動靶標圖像的靶標系統、光學拼接成像模擬系統和能拼接圖像并根據靶標圖像分析拼接精度偏差的成像分析系統；靶標圖像移動的運動速率與相機的行頻相匹配，靶標圖像包括順次排列的條紋子圖像，條紋子圖像包括第一顏色條紋和第二顏色條紋，條紋子圖像之間第一顏色條紋數量不相同、第二顏色條紋數量不相同，第一顏色條紋和第二顏色條紋的條紋寬度均等于光學拼接成像模擬系統的成像地面分辨率。本發明實現光學拼接成像模擬系統無縫拼接的片間像元重疊精度的快速測量，且算法簡單用時短。

技術領域

本發明涉及空間光學遙感技術領域，具體涉及相機焦面光學無縫拼接的像元重疊精度測試裝置。

背景技術

光學遙感廣泛應用于軍事、農業、自然災害監測與評估等領域，是國防與民生不可或缺的重要手段之一。隨著遙感技術的發展，人們開始希望單張遙感圖像能覆蓋更大的區域，大寬幅成像相機已成為發展趨勢。為了增大相機幅寬，需要增大遙感相機視場，很多情況下，遙感相機的視場由圖像傳感器的尺寸決定。受到工藝水平限制，圖像傳感器尺寸不能無限增大，大面積TDI CMOS制造不僅十分復雜而且價格昂貴，可以采用TDI CMOS光學拼接的方式解決這個問題。光學拼接是采用光學拼接元件通過透射折射等光學原理，將像平面分開到幾個空間平面，各個空間平面的圖像傳感器成像之間首尾像元重疊，解決大面積TDICMOS制造困難的問題。

光學拼接由于光學拼接元件制作、圖像傳感器安裝等誤差，往往會出現重疊像元數實際值和理論值不相符合的情況，光學拼接的精度下降可能導致成像幅寬的下降，甚至使成像出現“漏縫”，為后期在軌成像處理精確確定片間像元關系提出了很大的挑戰。因此，探究相機焦面TDI CMOS光學無縫拼接的片間像元重疊的精度具有很重要的意義。在光學無縫拼接方面，很多科研院所都做出了卓有成效的研究，但是目前的研究成果主要集中在片間像元重疊精度的理論計算，沒有相應的實驗裝置對光學拼接TDI CMOS片間像元重疊精度進行測量；其次，針對焦面采用光學拼接的航天相機，對其在軌圖像做拼接處理并計算像元重疊精度，若出現拼接誤差時無法再對圖像傳感器做重新裝調；再者，對此類光學拼接TDICMOS使用一般目標圖像成像的圖像做拼接時，通過光學拼接元件反射成像的部分圖像需要先通過抽頭算法重組圖像，再計算拼接精度，耗時長，算法復雜，如圖1所示，N和M分別表示行和列。由此，亟需對光學拼接TDI CMOS圖像傳感器片間像元重疊精度快速測量的地面實驗。

發明內容

為了解決需求對光學拼接TDI CMOS圖像傳感器片間像元重疊精度進行測量的地面實驗裝置、且測試裝置計算拼接精度時耗時短算法簡單的問題，本發明提供相機焦面光學無縫拼接的像元重疊精度測試裝置。

本發明為解決技術問題所采用的技術方案如下：

相機焦面光學無縫拼接的像元重疊精度測試裝置，包括光學拼接成像模擬系統、靶標系統和成像分析系統；靶標系統能夠顯示并移動靶標圖像；光學拼接成像模擬系統包括多個相機，相機能夠對靶標圖像成像，相鄰相機所成的像存在像元重疊區域；成像分析系統連接相機，能夠將相機所成的像拼接成一幅圖像并能夠根據靶標圖像分析拼接精度偏差；所述靶標圖像移動的運動速率與相機的行頻相匹配，靶標圖像為條紋圖像，條紋圖像包括多個從左至右順次排列的條紋子圖像，每個條紋子圖像包括第一顏色條紋和第二顏色條紋，條紋子圖像中的所有第一顏色條紋位于該條紋子圖像中所有第二顏色條紋的左側或右側，相鄰條紋子圖像之間相鄰條紋的顏色不同，條紋子圖像之間第一顏色條紋數量不相同、第二顏色條紋數量也不相同，第一顏色條紋和第二顏色條紋的條紋寬度均等于光學拼接成像模擬系統的成像地面分辨率。

本發明的有益效果是：