[发明专利]航空相机图像检焦装置及其方法

说明书

本发明提供一种航空相机图像检焦装置，包括：电控箱、CCD传感器、镜筒、扫描镜、调焦镜和光学系统；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镜筒后，经过扫描镜的反射进入光学系统中，光束经过光学系统的折射后再次经过调焦镜的反射进入CCD传感器，且在CCD传感器中进行成像；数据处理系统控制CCD传感器对地面景物进行拍摄；数据处理系统根据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。本发明能够针对摆扫航空相机进行图像检焦，通过直接检焦的方式，具有结构简单，易于实现等特点。

技术领域

本发明涉及航空相机测量与成像技术领域，特别涉及一种航空相机图像检焦装置及其方法。

背景技术

航空相机在空中成像时，由于温度、大气压力和照相距离的变化会造成离焦的现象，严重影响图像的清晰度和分辨率，长焦距相机尤其如此。所以要获得高清晰度的图像，就需要相机在拍照前，进行自动检调焦。目前，航空相机上常用的检调焦方法为光电自准直式，采用在像面上放置一个光栅作为目标，通过光学系统成像后，再通过一个反射镜将其反射回到像面上，使用光敏元件接收，通过接收到的能量来判断焦面。但是，该方法是利用光敏元件进行检焦，属于间接检焦，光敏元件的安装位置、性能等都会影响CCD成像的效果。

目前航空相机常采用自准直检焦方法，其利用光敏元件进行检焦，光敏元件的安装位置、性能等都会影响CCD成像的效果。而且该方法属于间接检焦，在光敏元件检焦方法调试完成后，还需要标定光敏元件检焦位置与CCD探测器成像位置的差值，也存在误差。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提出一种航空相机图像检焦装置及其方法。能够针对摆扫航空相机进行图像检焦，通过直接检焦的方式，具有结构简单，易于实现等特点。

为实现上述目的，本发明采用以下具体技术方案：

本发明提供一种航空相机图像检焦装置，包括：电控箱、CCD传感器、镜筒、扫描镜、调焦镜和光学系统；

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镜筒后，经过扫描镜的反射进入光学系统中，光束经过光学系统的折射后经过调焦镜的反射进入CCD传感器，且在CCD传感器中进行成像；

相机控制器对数据处理系统、调焦镜控制器、扫描镜控制器和镜筒控制器发出检焦指令；

镜筒控制器控制镜筒进行转动，并将镜筒的频率信号发送给CCD传感器；

扫描镜控制器控制扫描镜进行转动，用于补偿航空相机在飞行方向上的像移；

调焦镜控制器控制调焦镜进行移动，并将调焦镜的位置发送给相机控制器；

数据处理系统控制CCD传感器对不同的检焦位置下的地面景物进行拍摄；

数据处理系统根据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。

优选地，镜筒沿飞行方向进行转动，扫瞄镜垂直飞行方向进行转动。

优选地，调焦镜沿光学系统的光轴方向进行移动。

本发明还提供一种航空相机图像检焦方法，包括以下步骤：

S1、相机控制器对数据处理系统、调焦镜控制器、扫描镜控制器和镜筒控制器同时发出检焦指令；

S2、镜筒控制器和扫描镜控制器分别控制镜筒和扫瞄镜进行转动；

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