航空相机光电自准直检调焦系统

为了补偿航空相机在高空中由于气压、温度等环境变化引起的离焦,本文设计了一个基于光电自准直方法的航空相机自动检调焦系统。利用相机内部高对比度光栅进行调焦,有效避免了基于图像处理的调焦系统在目标物对比度较低时调焦失败的情况。采用物方光栅、像方光栅和反射镜摆扫的方式对光强信号进行调制,利于信号的分析处理;采用粗/精结合的遍历搜索策略进行检调焦,保证了结果的准确性。实验结果证明:整个调焦过程在20s之内完成,具有较好的快速性;重复定位精度小于1/2焦深,满足航空相机成像要求。

像移对长焦距高分辨率航空相机检调焦精度影响的分析

应用图像法对长焦距高分辨率航空相机实时检调焦过程中,由于外界环境因素的影响使得系统产生像移,调焦精度降低。当前对于由相对运动引起的像移和调焦精度两者的之间关系没有通用性的理论和确切的研究。从理论上分析了高分辨率航空图像线性像移和抖动像移的模型,给出了像移模型对评价函数的影响,得到像移与调焦曲线极大值呈负相关的关系。图像的像移量越大,调焦函数曲线的最大值下降越显著。利用二次函数拟合的方法获得离散评价函数点的拟合曲线,曲线最高点即对应调焦的最优对焦位置。搭建了动基座检调焦实验平台,实验结果表明当平台引起的图像像移量由1 pixel增加至5 pixel时,评价函数曲线的最大值由95.95%下降到87.64%。应用拟合曲线的方法得到的最佳对焦位置在系统半焦深范围之内,满足高分辨率航空相机调焦精度的要求,同时证明了像移理论分析的正确性。

基于像散法的线阵CCD相机检焦技术

航天立体测绘相机受卫星发射过程的振动、冲击以及复杂的空间环境的影响,相机的靶面将不同程度地偏离相机的焦平面,导致图像分辨率下降.对于测绘相机,其主点位置和主距变化量直接影响地面目标定位准确度.为了弥补利用编码器进行检焦的不足,提出了一种基于像散量的检调焦方法.该方法采用四象限光电探测器测量相机靶面变化引起的像散量,参照已标定的靶面位置与像散量之间的关系,计算出靶面偏离相机焦平面的实际大小和方向.这种检焦方法包含引起相机靶面离焦的所有因素,试验结果表明,基于像散法的测绘相机调焦机构的分辨率可达0.025mm.