[发明专利]双线阵TDI空间相机对动态飞机运动特性的分析方法

摘要

双线阵TDI空间相机对动态飞机运动特性的分析方法，涉及TDI相机动态成像及图像处理领域，解决现有技术在数百平方公里的区域内对飞机等运动目标的运动特性成像分析的存在的技术问题，该方法不改变TDI相机的推扫成像模式，根据空间飞行的动态变化目标和双线阵TDI相机之间推扫成像的时间与空间信息关联，建立空间光学动态成像三维位置与速度矢量模型，利用中值法计算动态飞机几何中心作为位置脱靶量，最后采用速度矢量映射计算动态目标飞行速度与方向，实现飞机等动态目标的运动特性成像分析。本发明方法简单可靠、易行，能够通过短时间间隔的静态图像对大范围动态目标运动特性进行分析，使动态运动目标位置信息与时间信息严格保持匹配。

主权项

1.双线阵TDI空间相机对动态飞机运动特性的分析方法，其特征是，该方法由以下步骤实现：步骤一、确定双线阵TDI相机的排列位置；双线阵TDI相机由两行各自在同一直线且相互平行的TDI CCD组成，所述TDI CCD的像元尺寸为a，所述相互平行的TDI CCD的平行间距为d，所述d的范围为1mmGM＝gR2式中，设m'为地球表面某一物体质量，R为地球半径，M为地球质量，H为卫星高度，G为地球引力常数，g为重力加速度；m为卫星质量，V为卫星对地心的绝对速度，v为卫星对地的速度，v'为像点在焦平面的移动速度，f为双线阵TDI相机焦距，R0为侧摆对应的圆环半径，双线阵TDI相机成像的时间差T为平行间距d与像点在焦平面的移动速度的比值；步骤三、计算同一动态目标两次成像的中心点的位置；采用中值法求取第i架动态飞行的飞机中心点(xi，yi)的位置，用公式表示为：式中，Q(xi)为二维图像上第i架动态飞机所在区域的x方向的一维灰度分布函数，Q(xi)max为第i架动态飞机x方向内的最大灰度值,Q(xi)min为第i架动态飞机x方向内的最小灰度值，Q(xio)为第i架动态飞机x方向中心点xio处的灰度值；Q(yi)为二维图像上第i架动态飞机所在区域的y方向的一维灰度分布函数，Q(yi)max为第i架动态飞机y方向内的最大灰度值,Q(yi)min为第i架动态飞机y方向内的最小灰度值，Q(yio)为第i架动态飞机y方向中心点yio处的灰度值；(x，y)为飞机影像各像点的坐标值，I(x，y)为飞机影像各像点的灰度值，通过三次及以上插值即可获得足够的精度，y方向的处理同x方向。步骤四、运动目标动态特性分析计算；根据步骤三中获得的同一动态目标两次成像的中心点位置，求取二维平面内的同一动态目标两次中心点位置x方向的距离Δx和同一动态目标两次中心点位置y方向的距离Δy；计算飞机在焦平面飞行的距离l，飞行方向α和速度Vplane；用下式表示为：Vplane＝(l/T)×H/f；α＝atan(Δx/Δy)。