[发明专利]一种几何配准测试装置和方法

说明书

本发明公开了一种几何配准测试装置和方法，特别适用于推帚式多单机外拼接成像光谱仪的测试。该装置由平行光管、移动靶标、支撑台和一维转折组件组成。该测试装置通过控制一维转台的旋转和平行光管焦面处的移动靶标的移动，进行推帚式多单机外拼接成像光谱仪的几何配准测试，通过数据处理后，得到多单机的几何配准关系。本发明用一维转台和平行光管焦面处的移动靶标替代了现行方法中的二维转台，克服了常用方法中对二维转台的精度和承重等指标要求高的问题，为推帚式多单机成像光谱仪提供了一种简易、高精度、高效率的几何配准测试方法。本发明适用于机载或星载对地观测多单机成像光谱仪的几何配准测试，也适用于多单机成像仪的几何配准测试。

技术领域

本发明涉及成像光谱仪的测试，特别是指一种多单机成像光谱仪的几何配准测试装置和方法。

背景技术

为提高作业效率，成像光谱仪的发展趋势之一是宽幅、宽视场和宽谱段。受限于探测器规模，同时为了提高系统的光学性能，例如透过率、像质和光谱特性等，也为了降低成本，获得宽幅、宽视场和宽谱段性能的方法之一是多单机视场拼接。为尽量在多单机装调过程中确保系统的配准精度，在专利CN104034417A中提出了一种配准装置和方法。最终多单机间的几何配准关系还需要精确的测试，测试结果将提供给数据处理人员，供飞行数据图像处理参考使用。

现有技术存在的主要问题是：

(1)在系统多单机集成装调过程中，确保系统的几何配准亚像元级或更高精度，不再进行精细的实验室几何配准测试，而直接利用外场飞行数据通过算法进行图像配准处理。

(2)一般采用二维转台和平行光管进行几何配准测试，需要将整个仪器放置在二维转台上。由于多单机拼接系统包含多个视场甚至多个谱段单机的拼接，系统集成度高且复杂，集成之后的整机体积大质量重。并且航空遥感仪器一般入光口朝下，为确保仪器的受力状态与飞行时基本一致，则几何配准测试时也要求仪器入口光朝下放置，通过转折镜将入射光转折水平。如此，转折镜、支撑平台和仪器则作为一个整体，安装在二维转台上，那么对转台要求比较高，要求转台的承重大、承载面大且精度要高。

发明内容

本发明的目的是弥补现有技术的不足，提供一种高精度、高效率的几何配准测试装置和方法。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：

图1是本发明的几何配准测试装置，由平行光管1、移动靶标2、支撑台3 和一维转折组件4组成。

移动靶标2由靶标孔2.1和平移台2.2组成，靶标孔2.1在平行光管1的焦点上，靶标孔2.1的孔径对应待测仪器的瞬时分辨率，驱动平移台2.2实现靶标孔2.1左右平移。一维转折组件4由平面镜4.1和一维转台4.2组成，平面镜4.1口径能覆盖所有单机所有视场的通光要求，一维转台4.2转轴与平行光管1的光轴垂直，驱动一维转台4.2使得来自靶标孔2.1的瞬时视场光线以不同角度入射到待测仪器内。

待测仪器为推帚式成像光谱仪，由多台相同设计参数的单机通过外拼接实现大视场，单机数量为n。待测仪器摆放在支撑台3上，其空间维与一维转台 4.2转轴以及来自平行光管1的光束光轴垂直。

几何配准测试时，驱动一维转折组件4至某一个视场，驱动移动靶标2找到探测器上响应极大，记录数据(N_ij,θ_ij,X_ij)，下标i表示单机序号，i＝1,2...n，下标j表示视场序号，j＝1,2...5，N_ij、θ_ij和X_ij分别表示第i单机的第j视场的对应的空间维列数、一维转台4.2的数值和平移台2.2的数值。