[發(fā)明專利]航空相機圖像檢焦裝置及其方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111621343.6
• 申請日: 2021-12-28
• 公開（公告）號: CN114268723A
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發(fā)明（設計）人: 陳志超;劉重陽;丁亞林;張洪文;匡海鵬;蘇東風;王雪
• 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: H04N5/225
• 分類號: H04N5/225;H04N5/232;H04N5/372
• 代理公司: 長春中科長光知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 22218
• 代理人: 郭婷

1.一種航空相機圖像檢焦裝置，其特征在于，包括：電控箱、CCD傳感器、鏡筒、掃描鏡、調(diào)焦鏡和光學系統(tǒng)；

所述電控箱包括：相機控制器、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、調(diào)焦鏡控制器、掃描鏡控制器和鏡筒控制器；

地面景物折射的光束進入所述鏡筒后，經(jīng)過所述掃描鏡的反射進入所述光學系統(tǒng)中，所述光束經(jīng)過所述光學系統(tǒng)的折射后經(jīng)過所述調(diào)焦鏡的反射進入所述CCD傳感器，且在所述CCD傳感器中進行成像；

所述相機控制器對所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、所述調(diào)焦鏡控制器、所述掃描鏡控制器和所述鏡筒控制器發(fā)出檢焦指令；

所述鏡筒控制器控制所述鏡筒進行轉動，并將所述鏡筒的頻率信號發(fā)送給所述CCD傳感器；

所述掃描鏡控制器控制所述掃描鏡進行轉動，用于補償所述航空相機在飛行方向上的像移；

所述調(diào)焦鏡控制器控制所述調(diào)焦鏡進行移動，并將所述調(diào)焦鏡的位置發(fā)送給所述相機控制器；

所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)控制所述CCD傳感器對不同的檢焦位置下的地面景物進行拍攝；

所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)根據(jù)所述CCD傳感器拍攝的圖像通過對焦評價算子計算Sobel算子數(shù)值，確定最佳焦面位置。

2.根據(jù)權利要求1所述的航空相機圖像檢焦裝置，其特征在于，所述鏡筒沿飛行方向進行轉動，所述掃瞄鏡垂直飛行方向進行轉動。

3.根據(jù)權利要求1所述的航空相機圖像檢焦裝置，其特征在于，所述調(diào)焦鏡沿所述光學系統(tǒng)的光軸方向進行移動。

4.一種航空相機圖像檢焦方法，應用于權利要求1-3任一項所述的航空相機圖像檢焦裝置，其特征在于，包括以下步驟：

S1、所述相機控制器對所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、所述調(diào)焦鏡控制器、所述掃描鏡控制器和所述鏡筒控制器同時發(fā)出檢焦指令；

S2、所述鏡筒控制器和所述掃描鏡控制器分別控制所述鏡筒和所述掃瞄鏡進行轉動；

S3、在鏡筒和掃瞄鏡轉動的同時，所述調(diào)焦鏡控制器控制所述調(diào)焦鏡移動到不同的檢焦位置，并將檢焦位置發(fā)送給所述相機控制器；

S4、所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)控制所述CCD傳感器對不同的檢焦位置下的地面景物進行成像；

S5、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)根據(jù)CCD傳感器拍攝的圖像計算Sobel算子數(shù)值；

S6、重復步驟S3-S5，將Sobel算子數(shù)值最大時對應的焦面位置作為最佳像面位置。

5.根據(jù)權利要求4所述的航空相機圖像檢焦方法，其特征在于，所述調(diào)焦鏡以第一步進距離進行移動，逐個對不同的檢焦位置進行拍攝并計算Sobel算子數(shù)值，將Sobel算子數(shù)值最大時對應的焦面位置作為第一焦面；

以所述第一焦面為中心，在所述第一焦面前后的所述第一步進距離范圍內(nèi)，所述調(diào)焦鏡以第二步進距離進行移動，逐個對不同的檢焦位置進行拍攝并計算Sobel算子數(shù)值，將Sobel算子數(shù)值最大時對應的焦面位置作為第二焦面；

以所述第二焦面為中心，在所述第二焦面前后的所述第二步進距離范圍內(nèi)，所述調(diào)焦鏡以第三步進距離進行移動，逐個對不同的檢焦位置進行拍攝并計算Sobel算子數(shù)值，將Sobel算子數(shù)值最大時對應的焦面位置作為最佳像面位置。

6.根據(jù)權利要求5所述的航空相機圖像檢焦方法，其特征在于，所述第一步進距離大于所述第二步進距離，所述第二步進距離大于所述第三步進距離。

7.根據(jù)權利要求6所述的航空相機圖像檢焦方法，其特征在于，所述步驟S5包括以下子步驟：

S501、通過圖像配準算法，找到相鄰兩張圖像中相同的區(qū)域；

S502、針對相鄰兩張圖像中相同的區(qū)域，通過所述對焦評價算子進行計算Sobel算子數(shù)值。