[发明专利]一种视场拼接的大幅面相机系统

说明书

本发明公开了一种视场拼接的大幅面相机系统，包括：第一焦面组件、第二焦面组件、第一大幅面相机镜头、第二大幅面相机镜头、低分辨率相机焦面组件、低分辨率相机镜头、相机电子学单元、扫描控制单元、有效载荷安装板、方位框架、方位驱动机构、方位轴、俯仰框架、俯仰驱动机构和俯仰轴。本发明采用外视场拼接方式和二维扫描机构相结合实现大幅面成像。

技术领域

本发明属于光电成像技术领域，尤其涉及一种视场拼接的大幅面相机系统。

背景技术

大幅面相机系统是遥感信息获取的重要技术手段，在侦察、测绘，军事、商业等各领域具有广泛的应用。大幅面相机系统对地遥感可为卫星平台沿轨观测、平流程飞艇定点观测或航空飞机平台巡航观测。获取大幅面成像系统主要有下面三种成像方式：

第一种是采用单片超大幅面成像器件实现成像系统。如Leica公司在2016年推出的DMC III相机系统，采用的单独定制的超大幅面CMOS传感器像元规模达到26112×15000。

第二种是采用中小像素规模面阵成像器件，通过二维指向镜摆动或相机系统整机二维扫描实现大幅面成像。如图1为一种二维扫描成像系统地面足迹示意图，x向为相机系统运行方向，垂直相机系统运行方向9点步进扫描，在一次(例如从第1点～第9点)观测过程中，沿相机运动方向二维指向镜连续运动以补偿星下点运动，达到视轴X向驻留功能。

第三种是采用视场拼接方式实现大幅面成像系统。专利CN 106231162A提出一种可重构大视场无缝拼接成像系统，拼接成像系统包括s个成像模块，每个焦面单元包括M0*N0个面阵图像传感器；专利CN 105472214A用多行图像传感器横向错位拼接，像沿纵向连续位移，图像传感器按一定频率快拍成像，然后各通道数据通过像元匹配合成一幅图像，这两种方法采用器件拼接方式，然后通过采用多镜头外视场拼接实现大幅面成像。发明专利CN102883095A、CN 102905061A均采用双镜头、分光棱镜方式实现拼接，属于内视场拼接方法。发明专利CN 109120826A提出一种大幅面相机内外视场混合拼接方法，属于内外视场混合拼接方法。

采用单片超大幅面成像器件实现成像系统的缺点是一般超大幅面成像器件需单独定制，器件研制技术难度大，器件研制周期长、成本高。采用中小像素规模面阵成像器件，通过二维指向镜摆动或相机系统整机二维扫描实现大幅面成像，一般应用在侦察成像系统中，二维指向机构运动机构结构设计和电子学控制相对复杂，后续图像处理全场景拼接相对复杂，如用于测绘成像几何精度受到很大限制。采用视场拼接方式实现大幅面成像系统可用于侦察和测绘领域。内视场拼接在拼接处产生光晕，对定标和处理照成一定的困扰；外视场拼接实现大幅面成像，一般至少需要四个镜头，相机系统复杂。相机系统数据量，因采用器件多，整机成本偏高。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种视场拼接的大幅面相机系统，采用外视场拼接方式和二维扫描机构相结合实现大幅面成像。