[发明专利]空间相机几何与时相分辨率检测方法及移动检测车

说明书

技术领域：

本发明涉及航空航天光学相机及成像系统的检测与定标领域，尤其涉及一种空间相机的几何分辨率检测方法，和一种空间相机时相分辨率检测方法，以及一种可用于空间相机几何和时相分辨率检测的移动检测车。

背景技术：

几何分辨率是空间相机成像性能的重要指标，通常采用具有特殊形状和线条的靶标作为标准参照物，通过拍摄的影像和相应算法来确定几何分辨率。

实验室内采用“标准分辨率板”，其中较为完善且应用最广的是日本图像成像制造商协会(PIMA)的ISO12233分辨率板。如图1所示，该分辨率板包括垂直解像力条(Vertical Res)---可目测镜头对垂直影像的解像力。对比指示条(Contrast Indicator)--用于显示在空间频率不同下的对比状况。对角线解像力条(Diagonal Res)--45度倾斜的对角线解像力条。中央对焦区(Center Focusing Area)--两种不同频率的同心圆，协助对焦。水平解像力条(Horizontal Res)---可目测镜头对水平影像的解像力。由于该板价格昂贵、算法复杂，近年来PIMA又开发了一个双色调的黑白斜线板，如图2所示，该分辨率板也能够用作几何分辨率检测的标准板。

空间相机的飞行中几何分辨率检测，借鉴了实验室内测试的原理，利用室外布设的大面积靶标作为标准参照物。研究较早的是美国、法国、芬兰等发达国家，代表性的是芬兰大地测量研究所(FGI)建立的检校场，采用不同灰度的砾石或砂砾铺成，如图3所示，其不足之处在于退化较快，需要定期除草、采用涂料粉刷。我国在几何分辨率检测和定标方面，代表性的是由本发明专利的申请单位北京大学研制的一套“无人机遥感载荷综合验证靶标”，采用不同颜色不同形状的PU材料制成，如图4所示，其不足之处在于铺设需要大量人力物力、靶标易受污染、布设的位置精度会影响靶标的几何性状。

时相分辨率是指空间相机在同一区域进行的相邻两次观测的最小时间间隔。时间间隔大，时相分辨率低，反之时相分辨率高。时相分辨率是评价空间相机动态监测能力的重要指标。对于常规的固定式地面靶标，只能在飞行器过境的一瞬间进行成像，飞行器过境后便失去了作用，因此无法对飞行器的时相分辨率进行检测。

综上分析，对于空间相机的几何分辨率，以及时相分辨率检测，现有国内外的靶标均为固定式，灵活机动性差，存在靶标变形和靶标退化无法检测的不足，并且不具备时相分辨率检测的功能。

发明内容：

本发明目的之一在于提供一种空间相机的几何分辨率检测方法，克服现有固定式靶标几何变形的不足，以提高几何分辨率检测的精度。

本发明的另一目的在于提供一种空间相机的时相分辨率检测方法，克服现有固定式靶标机动性差的不足，可以多时相成像，检测空间相机的时相分辨率。

本发明目的还在于提供一种移动检测车，用于提高空间相机的几何分辨率和时相分辨率的能力。

本发明的静态模式的空间相机的几何分辨率检测方法，其步骤包括：

1、指挥中心接收飞行于预定航带的携带空间相机的飞行器发送的空间相机拍摄轨迹和飞行状态信息，确定携带靶标的移动检测车应抵达的时间范围和预定工作位置，发送到移动检测车；

2、移动检测车在指定时间范围内到达预定工作位置，张开靶标；

3、飞行器在指定时间范围内过镜，空间相机拍摄靶标，形成靶标影像；

4、根据靶标影像，检测空间相机的几何分辨率。

所述移动检测车准确到达预定工作位置停放，张开靶标，结合靶标位置和空间相机拍摄时的飞行状态信息完成几何分辨率检测。

所述移动检测车根据飞行器的不同过境位置，停放在不同的工作位置，使靶标在多张影像中成像，通过计算相邻两幅影像的时间间隔，检测靶标成像的时相分辨率。

所述靶标涂覆于移动检测车车顶，或涂覆于车顶和车体一侧或两侧可展开的靶标板，形成硬性靶标。

所述移动车还携带一个或多个软性靶标，共同布设在空间相机的成像区域，对相机获取的软、硬两种靶标的影像进行比较获得软性靶标的几何变形。本发明还将移动检测车停放在建筑区附近，检测靶标的变形量，校正该建筑物的变形。

本发明的动态模式的空间相机的几何分辨率检测方法，其步骤包括：

1、指挥中心接收飞行于预定航带的携带空间相机的飞行器发送的空间相机拍摄轨迹和飞行状态信息，确定携带靶标的移动检测车应抵达的时间范围、预定工作范围、检测车相对于飞机的速度矢量，发送到移动检测车；

2、移动检测车在指定时间范围内到达预定工作范围，张开靶标；