[发明专利]基于步进分幅式成像的航摄仪及航摄成像的方法

说明书

基于步进分幅式成像的航摄仪及航摄成像的方法，涉及成像技术领域，解决现有面阵航摄仪的结构复杂、体积大、装置重以及拍摄角度固定且价格昂贵等问题，包括稳定平台，POS系统，吊臂，电机，舵机，相机，编码器，相机安装板，相机转接件，转接板，稳定平台下方通过吊臂结构吊装摆扫机构，稳定平台上方架设转接板，安装POS系统，POS系统中心与稳定平台内框架转轴对齐，吊臂两侧分别安装电机与编码器，内侧通过相机安装板固定相机，舵机固定在相机安装板内侧。本发明通过驱动电机实现摆扫机构的正反向摆扫运动，实现大视场摆扫成像，利用多次起停的拍照模式补偿旁向像移，将相机与高精度POS系统进行轻小型化集成，实现大幅宽高分辨率成像。

技术领域

本发明涉及成像技术领域，具体涉及一种基于步进分幅式成像的航摄仪及航摄成像的方法。

背景技术

航空对地成像是获取地面目标信息的重要途径，在地形测绘、资源勘查以及军事等重要领域应用广泛，利用紫外、可见光、红外和微波等多种探测手段，获取地物信息并进行加工处理，以实现定性、定位或定量描述地物目标的过程。

大幅宽、高分辨率是航空遥感红外成像的发展趋势，大幅宽成像能够覆盖更广阔的观测区域，有效提高作业效率；高分辨率成像可以获取细节特征更为清晰丰富的目标图像，提高对目标的识别分辨能力。充分参考借鉴以色列VisionMap公司A3航摄仪摆扫成像特点以及卫星公司林业星专用载荷的研制经验，以成熟度较高的成像探测器和机载POS(Position and Orientation system)系统，即：定位定姿系统作为航摄仪系统的优先选择器件。对商用镜头、光电信号处理、高精度POS系统和高性能的稳定平台进行轻小型化的研制与集成，并充分考虑了满足航空环境下相机的环境适应性设计要求。

面阵摆扫航摄仪采用步进式分幅成像，利用摆扫机构在垂直于航向的方向多个不同位置成多幅图像，各位置之间保证一定的重叠率，以便于后期处理时恢复为完整的大分辨率图像，实现扩大视场目的，作业效率高，数据具备多重利用价值。

发明内容

本发明为解决现有面阵航摄仪的结构复杂、体积大、装置重以及拍摄角度固定且价格昂贵等问题，提供一种基于步进分幅式成像的航摄仪及航摄成像的方法。

基于步进分幅式成像的航摄仪，包括稳定平台、左安装吊臂、右安装吊臂、定位定姿系统、摆扫机构和控制电路，所述摆扫机构包括电机、入解锁舵机、相机、编码器、相机安装板、转接板和入解锁销轴；

所述稳定平台上方通过转接板安装定位定姿系统，所述定位定姿系统的中心与稳定平台的转轴对齐，稳定平台下方分别通过左安装吊臂和右安装吊臂吊装摆扫机构，所述左安装吊臂与电机的定子固连，右安装吊臂与编码器固连，电机的转子和编码器的转轴与相机安装板固连，所述相机固定在相机安装板下方，所述入解锁舵机固定在相机安装板内侧，所述入解锁销轴一端与入解锁舵机轴固连并随与入解锁舵机轴摆动，入解锁销轴的另一端与左吊臂上的孔形成直线运动副；

所述控制电路用于控制电机带动摆扫机构运动，控制相机的转动，实现航摄仪的摆扫运动。

基于步进分幅式成像的航摄仪的航摄成像的方法，该方法由以下步骤实现：

步骤一、在摆扫机构开始工作前，相机处在初始位置处，拍照信号读取端口从航摄仪的任务管理系统读取拍照信号，并传送至MCU，所述MCU接到拍照信号后，向相机发送拍照指令，同时MCU通过编码器读取端口读取相机的偏转角度，并将所述相机的偏转角度存储到编码器信息存储单元；

步骤二、步骤一中MCU向相机发送拍照的指令发送完毕后，等待相机曝光，曝光完成后，MCU控制电机伺服驱动电路驱动电机带动摆扫机构根据航摄任务管理系统设定的时间和摆扫角度间歇摆扫运动；

步骤三、所述摆扫机构摆扫停止后，MCU再次向相机发送拍照指令，同时MCU通过编码器读取端口读取相机的偏转角度，并将所述相机的偏转角度存储到编码器信息存储单元；