[发明专利]航空相机图像检焦装置及其方法

权利要求书

1.一种航空相机图像检焦装置，其特征在于，包括：电控箱、CCD传感器、镜筒、扫描镜、调焦镜和光学系统；

所述电控箱包括：相机控制器、数据处理系统、调焦镜控制器、扫描镜控制器和镜筒控制器；

地面景物折射的光束进入所述镜筒后，经过所述扫描镜的反射进入所述光学系统中，所述光束经过所述光学系统的折射后经过所述调焦镜的反射进入所述CCD传感器，且在所述CCD传感器中进行成像；

所述相机控制器对所述数据处理系统、所述调焦镜控制器、所述扫描镜控制器和所述镜筒控制器发出检焦指令；

所述镜筒控制器控制所述镜筒进行转动，并将所述镜筒的频率信号发送给所述CCD传感器；

所述扫描镜控制器控制所述扫描镜进行转动，用于补偿所述航空相机在飞行方向上的像移；

所述调焦镜控制器控制所述调焦镜进行移动，并将所述调焦镜的位置发送给所述相机控制器；

所述数据处理系统控制所述CCD传感器对不同的检焦位置下的地面景物进行拍摄；

所述数据处理系统根据所述CCD传感器拍摄的图像通过对焦评价算子计算Sobel算子数值，确定最佳焦面位置。

2.根据权利要求1所述的航空相机图像检焦装置，其特征在于，所述镜筒沿飞行方向进行转动，所述扫瞄镜垂直飞行方向进行转动。

3.根据权利要求1所述的航空相机图像检焦装置，其特征在于，所述调焦镜沿所述光学系统的光轴方向进行移动。

4.一种航空相机图像检焦方法，应用于权利要求1-3任一项所述的航空相机图像检焦装置，其特征在于，包括以下步骤：

S1、所述相机控制器对所述数据处理系统、所述调焦镜控制器、所述扫描镜控制器和所述镜筒控制器同时发出检焦指令；

S2、所述镜筒控制器和所述扫描镜控制器分别控制所述镜筒和所述扫瞄镜进行转动；

S3、在镜筒和扫瞄镜转动的同时，所述调焦镜控制器控制所述调焦镜移动到不同的检焦位置，并将检焦位置发送给所述相机控制器；

S4、所述数据处理系统控制所述CCD传感器对不同的检焦位置下的地面景物进行成像；

S5、数据处理系统根据CCD传感器拍摄的图像计算Sobel算子数值；

S6、重复步骤S3-S5，将Sobel算子数值最大时对应的焦面位置作为最佳像面位置。

5.根据权利要求4所述的航空相机图像检焦方法，其特征在于，所述调焦镜以第一步进距离进行移动，逐个对不同的检焦位置进行拍摄并计算Sobel算子数值，将Sobel算子数值最大时对应的焦面位置作为第一焦面；

以所述第一焦面为中心，在所述第一焦面前后的所述第一步进距离范围内，所述调焦镜以第二步进距离进行移动，逐个对不同的检焦位置进行拍摄并计算Sobel算子数值，将Sobel算子数值最大时对应的焦面位置作为第二焦面；

以所述第二焦面为中心，在所述第二焦面前后的所述第二步进距离范围内，所述调焦镜以第三步进距离进行移动，逐个对不同的检焦位置进行拍摄并计算Sobel算子数值，将Sobel算子数值最大时对应的焦面位置作为最佳像面位置。

6.根据权利要求5所述的航空相机图像检焦方法，其特征在于，所述第一步进距离大于所述第二步进距离，所述第二步进距离大于所述第三步进距离。

7.根据权利要求6所述的航空相机图像检焦方法，其特征在于，所述步骤S5包括以下子步骤：

S501、通过图像配准算法，找到相邻两张图像中相同的区域；

S502、针对相邻两张图像中相同的区域，通过所述对焦评价算子进行计算Sobel算子数值。