[發明專利]航空相機圖像檢焦裝置及其方法

在審

• 申請號: 202111621343.6
• 申請日: 2021-12-28
• 公開（公告）號: CN114268723A
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（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權代理事務所(普通合伙) 22218
• 代理人: 郭婷

本發明提供一種航空相機圖像檢焦裝置，包括：電控箱、CCD傳感器、鏡筒、掃描鏡、調焦鏡和光學系統；電控箱包括：相機控制器、數據處理系統、調焦鏡控制器、掃描鏡控制器和鏡筒控制器；地面景物折射的光束進入鏡筒后，經過掃描鏡的反射進入光學系統中，光束經過光學系統的折射后再次經過調焦鏡的反射進入CCD傳感器，且在CCD傳感器中進行成像；數據處理系統控制CCD傳感器對地面景物進行拍攝；數據處理系統根據CCD傳感器拍攝的圖像通過對焦評價算子計算Sobel算子數值，確定最佳焦面位置。本發明能夠針對擺掃航空相機進行圖像檢焦，通過直接檢焦的方式，具有結構簡單，易于實現等特點。

技術領域

本發明涉及航空相機測量與成像技術領域，特別涉及一種航空相機圖像檢焦裝置及其方法。

背景技術

航空相機在空中成像時，由于溫度、大氣壓力和照相距離的變化會造成離焦的現象，嚴重影響圖像的清晰度和分辨率，長焦距相機尤其如此。所以要獲得高清晰度的圖像，就需要相機在拍照前，進行自動檢調焦。目前，航空相機上常用的檢調焦方法為光電自準直式，采用在像面上放置一個光柵作為目標，通過光學系統成像后，再通過一個反射鏡將其反射回到像面上，使用光敏元件接收，通過接收到的能量來判斷焦面。但是，該方法是利用光敏元件進行檢焦，屬于間接檢焦，光敏元件的安裝位置、性能等都會影響CCD成像的效果。

目前航空相機常采用自準直檢焦方法，其利用光敏元件進行檢焦，光敏元件的安裝位置、性能等都會影響CCD成像的效果。而且該方法屬于間接檢焦，在光敏元件檢焦方法調試完成后，還需要標定光敏元件檢焦位置與CCD探測器成像位置的差值，也存在誤差。

發明內容

鑒于上述問題，本發明的目的是提出一種航空相機圖像檢焦裝置及其方法。能夠針對擺掃航空相機進行圖像檢焦，通過直接檢焦的方式，具有結構簡單，易于實現等特點。

為實現上述目的，本發明采用以下具體技術方案：

本發明提供一種航空相機圖像檢焦裝置，包括：電控箱、CCD傳感器、鏡筒、掃描鏡、調焦鏡和光學系統；

電控箱包括：相機控制器、數據處理系統、調焦鏡控制器、掃描鏡控制器和鏡筒控制器；

地面景物折射的光束進入鏡筒后，經過掃描鏡的反射進入光學系統中，光束經過光學系統的折射后經過調焦鏡的反射進入CCD傳感器，且在CCD傳感器中進行成像；

相機控制器對數據處理系統、調焦鏡控制器、掃描鏡控制器和鏡筒控制器發出檢焦指令；

鏡筒控制器控制鏡筒進行轉動，并將鏡筒的頻率信號發送給CCD傳感器；

掃描鏡控制器控制掃描鏡進行轉動，用于補償航空相機在飛行方向上的像移；

調焦鏡控制器控制調焦鏡進行移動，并將調焦鏡的位置發送給相機控制器；

數據處理系統控制CCD傳感器對不同的檢焦位置下的地面景物進行拍攝；

數據處理系統根據CCD傳感器拍攝的圖像通過對焦評價算子計算Sobel算子數值，確定最佳焦面位置。

優選地，鏡筒沿飛行方向進行轉動，掃瞄鏡垂直飛行方向進行轉動。

優選地，調焦鏡沿光學系統的光軸方向進行移動。

本發明還提供一種航空相機圖像檢焦方法，包括以下步驟：

S1、相機控制器對數據處理系統、調焦鏡控制器、掃描鏡控制器和鏡筒控制器同時發出檢焦指令；

S2、鏡筒控制器和掃描鏡控制器分別控制鏡筒和掃瞄鏡進行轉動；

S3、在鏡筒和掃瞄鏡轉動的同時，調焦鏡控制器控制調焦鏡移動到不同的檢焦位置，并將檢焦位置發送給相機控制器；