[发明专利]一种基于三镜头与面阵探测器的无缝拼接方法

说明书

本发明涉及航天红外光电遥感探测技术领域，更具体的说，涉及一种基于三镜头与面阵探测器的无缝拼接方法。本发明提供了一种基于三镜头与面阵探测器的无缝拼接方法，包括以下步骤：采用三个光学镜头对同一视场同时成像；将三个面阵探测器分别排列布局在与光学镜头对应的焦平面位置，分别生成成像图像；通过光学镜头和/或面阵探测器的交错拼接，将相邻面阵探测器的成像图像两两拼接，生成对同一视场的完整无缝成像结果。本方法通过三个光学镜头对同一目标成像，结合三个面阵探测器的交错拼接形成完整无缝图像，光学系统设计简单，且拼接不存在视场盲区。

技术领域

本发明涉及航天红外光电遥感探测技术领域，更具体的说，涉及一种基于三镜头与面阵探测器的无缝拼接方法。

背景技术

红外大面阵探测系统对红外探测以及天文广域巡天能力的提升具有重要意义，是红外探测系统的发展方向。

目前，大面阵红外探测器的拼接方法主要分为以下两种：

一种是多探测器的机械拼接。例如，中国发明专利CN113514150A提出了一种模块化的三维可调探测器拼接机构，包括探测器模块、模块基板、安装基板、冷链、柔性电缆、接插件、连接杆、调节垫片等。拼接结构中包含2个或2个以上的探测器模块，探测器模块安装在模块基板上面，底部连接杆设有高度调节垫片用于调整探测器模块阵列的平面度，安装基板上的安装孔内径略大于连接杆外径，用于调节探测器水平方向安装精度，探测器模块的电学信号通过柔性冷链引出，焦耳热通过冷链导出。上述机械拼接方法中，单个探测器模块独立，替换性强，但无法减小由于有效像元区域到模块边缘距离导致的拼缝。

另一种是结合光学系统及面阵探测器拼接的方法。例如，中国发明专利CN106813781B提出的一种红外探测器超大面阵复合拼接方法，基于现有小规模的面阵器件，当两个探测器有相邻的角时，在沿棋盘线横线方向上重叠一个像元；另一组按照棋盘格黑色格子排列，当两个探测器有相邻的角时，在沿棋盘线竖线方向上重叠一个像元。最终形成两个互补且有重叠的探测器组件。然后利用光学拼接方法，采用分光棱镜分出两条光路，将两个探测器组件放在两条光路的共轭像面上，对同一视场采集图像。最后对两幅图像进行数据处理，互相填补。上述拼接方法采用棱镜分光与探测器机械拼接的方法实现大面阵探测器的拼接，但是，对光学系统的要求高且拼接后的像面仍存在视场盲区。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于三镜头与面阵探测器的无缝拼接方法，解决现有技术的红外面阵探测器机械拼接方式中成像盲区大的问题。

本发明的又一目的是提供一种基于三镜头与面阵探测器的无缝拼接方法，解决现有技术的红外面阵探测器光学拼接方式中光学系统复杂的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了.一种基于三镜头与面阵探测器的无缝拼接方法，包括以下步骤：

采用三个光学镜头对同一视场同时成像；

将三个面阵探测器分别排列布局在与光学镜头对应的焦平面位置，分别生成成像图像；

通过光学镜头和/或面阵探测器的交错拼接，将相邻面阵探测器的成像图像两两拼接，生成对同一视场的完整无缝成像结果。

在一实施例中，所述将相邻面阵探测器的成像图像两两拼接，进一步包括：

按照一定重叠数量将相邻面阵探测器的成像图像的行或列像元进行重叠，所述重叠数量不小于一个像元。

在一实施例中，所述面阵探测器由数个面阵探测单元构成，所述面阵探测单元按照预设间距进行矩阵棋盘式交错排列：

其中，面阵探测单元的数量为m×n；

m为在每一行的面阵探测单元数量；

n为在每一列的面阵探测单元数量。

在一实施例中，将所述三个光学镜头平行放置，所述平行放置方向为第一方向；