[发明专利]一种航测相机定点拍摄预测控制方法

权利要求书

1.一种航测相机定点拍摄预测控制方法，其特征在于：该控制方法利用的航测相机同步控制系统包括机载位置和姿态测量系统POS、主控计算机、单片机、时序控制FPGA、数字信号处理器DSP、CCD相机、快门及像移补偿机构，POS连接主控计算机，输出测量信息；主控计算机连接单片机，输出控制指令及工作参数；单片机作为中转，将指令及参数分别转发到DSP及时序控制FPGA；DSP控制像移补偿机构运动；时序FPGA连接DSP、CCD相机、快门和POS，发出同步控制信号；所述的航测相机定点拍摄预测控制方法具体实现过程如下：

(1)机载位置和姿态测量系统提供航测相机载体当前的经纬度位置、速度、姿态信息，同时还输出同步时间信号以及对应的时刻信息；

(2)主控计算机收到与同步时间信号对应的时刻信息，经由单片机转发到时序控制FPGA；

(3)主控计算机收到带时间戳的相机载体位置信息，以此为依据拟合计算相机载体的运动轨迹，并根据定点拍摄中设定的拍摄点预测下一个拍摄时刻以及像移补偿速度；

(4)主控计算机将预测结果发送到单片机，单片机将时间相关参数发送到时序控制FPGA，将像移补偿速度参数发送到DSP；

(5)FPGA收到同步时间信号以及对应的时刻信息，建立航测相机同步控制系统时间基准；

(6)FPGA根据接收到的拍摄时刻参数，参照时间基准在指定时刻发出外同步脉冲，触发相移补偿机构、CCD相机、快门同步工作，完成一次拍照；

步骤(5)中，时序控制FPGA收到低精度的同步时间信号和对应的时刻信息，所述的低精度为秒级，通过内部高精度时钟进行细分，得到高精度的时间基准，所述的高精度为微秒级，以满足定点拍摄控制精度要求；

步骤(3)中，主控计算机根据当前以及过去一段时间内相机载体位置随时间变化的趋势，采用基于“滑窗最小二乘”的多项式拟合的方法，得到载体的位置随时间变化的函数；

步骤(3)中，根据设定的拍摄位置，计算“位置-时间”函数上距离设定拍摄位置最近的点以及对应的时刻，作为该位置的拍摄时刻的预测值；

步骤(6)中，时序控制FPGA根据拍摄时刻预测值，协调拍摄过程中相移补偿机构、快门、CCD相机的拍摄时序，确保在CCD相机曝光过程中快门保持开启，像移补偿机构进入有效工作区间。