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斜视状态下航空遥感器像移的计算与补偿

光学精密工程 2007年第11期15卷 1779-1783页

作者：许永森丁亚林田海英董斌中国科学院长春光学精密机械与物理研究所

航空遥感器成像过程中飞行器的向前飞行和姿态变化,使地面物体发出的光线相对于遥感器的光轴产生运动,从而引起共轭像点的运动,在成像介质上产生像移。运用光线矢量与光轴旋转变换相结合的方法,针对飞行器向前飞行使物体与光轴间发生的... 详细信息

航空遥感器成像过程中飞行器的向前飞行和姿态变化,使地面物体发出的光线相对于遥感器的光轴产生运动,从而引起共轭像点的运动,在成像介质上产生像移。运用光线矢量与光轴旋转变换相结合的方法,针对飞行器向前飞行使物体与光轴间发生的平移,以及飞行器姿态变化使光轴方向的改变,建立了光线矢量与光轴单位矢量间的关系,得到了航空遥感器在斜视状态下的像移模型。以实测遥感器的工作参数为条件,分析和计算了遥感器的像移,并给出了像移补偿的方法。实际应用证明光线矢量与光轴旋转变换相结合计算像移的方法,不仅综合了前向像移与姿态像移,而且计算简便,可推广于航空遥感器的研究中。

关键词：像移补偿航空遥感器坐标系旋转前向像移补偿

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亚像元的CCD几何超分辨方法

光学精密工程 2008年第12期16卷 2447-2453页

作者：徐正平翟林培葛文奇赵秀影刘妍妍耿文豹中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院研究生院北京100039 空军航空大学吉林长春130022

为了在现有CCD像元尺寸的基础上提高CCD像元分辨力,对CCD几何超分辨问题进行了研究。从研究现状入手,给出了现有算法及其不足,建立了亚像元超分辨成像数学模型,提出了亚像元的CCD几何超分辨方法。该方法将两片线阵CCD集成在同一器件中,... 详细信息

为了在现有CCD像元尺寸的基础上提高CCD像元分辨力,对CCD几何超分辨问题进行了研究。从研究现状入手,给出了现有算法及其不足,建立了亚像元超分辨成像数学模型,提出了亚像元的CCD几何超分辨方法。该方法将两片线阵CCD集成在同一器件中,在线阵方向上错开半个像元,同时读出时间减半,最终交织重组图像数据,以合成高分辨率图像。利用MATLAB7.0.1软件对双线性插值方法及亚像元成像方法进行了仿真,并定性定量地分析了两种方法的效果。结果显示:亚像元方法合成图像分辨率约为低分辨率图像的2倍,且两组仿真图像中的PSNR比双线性插值图像分别高出1.4864dB和2.2070dB。该方法可以显著地减轻欠采样引起的图像模糊,且实时性优于双线性插值方法。

关键词：电荷耦合器件亚像元几何超分辨

用作图法判定航空相机TDI CCD积分方向

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光学精密工程 2007年第11期15卷 1784-1788页

作者：田海英惠守文李友一丁亚林王灵杰中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033

由于Time Delay and Integration CCD(TDI CCD)是一种类似面阵结构的线阵输出CCD,其光电荷转移具有一定的方向性,所以TDI CCD图像传感器的积分方向与CCD成像运动方向必须保持一定的关系才能成像。本文以推扫成像相机和摆扫成像相机为例... 详细信息

由于Time Delay and Integration CCD(TDI CCD)是一种类似面阵结构的线阵输出CCD,其光电荷转移具有一定的方向性,所以TDI CCD图像传感器的积分方向与CCD成像运动方向必须保持一定的关系才能成像。本文以推扫成像相机和摆扫成像相机为例,介绍了一种基于高斯成像原理的作图法,用以确定TDI CCD积分方向与传感器成像运动方向的关系,分析和论证表明,TDI CCD的积分方向必须与地物在像面上的像移方向一致。实践证明这种方法可以清楚、简便、快速地确定TDI CCD的积分方向,从而确定TDI CCD的安装方向,适宜在实际的工程设计中采用。

关键词： TDI CCD 积分方向像移方向作图法

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推扫式航空遥感器像移补偿精度的分析

光学精密工程 2009年第2期17卷 453-459页

作者：许永森丁亚林田海英惠守文李友一董斌中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院研究生院北京100039

为分析飞行器的速度、航高、姿态角与姿态变化对推扫式航空遥感器成像质量的影响，采用光线矢量与光轴旋转变换相结合的方法建立了系统的像移模型，计算遥感器像移补偿的精度。分析了平移与旋转运动所引起像移的特点，通过运动的分解建... 详细信息

为分析飞行器的速度、航高、姿态角与姿态变化对推扫式航空遥感器成像质量的影响，采用光线矢量与光轴旋转变换相结合的方法建立了系统的像移模型，计算遥感器像移补偿的精度。分析了平移与旋转运动所引起像移的特点，通过运动的分解建立了推扫式航空遥感器的像移模型；以两组工作参数为条件，分析速高比、姿态角与姿态变化对像移的影响，并提出相应的像移补偿方法。应用蒙特卡罗法，依据与模型相关变量的误差分配，计算推扫式航空遥感器像移补偿的精度。在满足表3的误差要求，速高比为0．3～0．5（1／s），TDI基数不超过32级的情况下，像移补偿残差的3σ值为16μm，达到了遥感器的指标要求。

关键词：推扫式航空遥感器像移补偿误差分析蒙特卡罗法

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全景式航空相机的扫描角研究

光学精密工程 2008年第12期16卷 2473-2478页

作者：周刚翟林培王德江匡海鹏陈志超中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院研究生院北京100039

全景式航空相机成像时,需要合理确定扫描起始角和扫描角以便覆盖指定目标、增大覆盖区域,同时满足重叠率要求。研究了扫描角、扫描起始角和目标倾斜角之间的关系以及扫描角的计算方法。提出正好满足图像重叠率要求的扫描角的理论计算方... 详细信息

全景式航空相机成像时,需要合理确定扫描起始角和扫描角以便覆盖指定目标、增大覆盖区域,同时满足重叠率要求。研究了扫描角、扫描起始角和目标倾斜角之间的关系以及扫描角的计算方法。提出正好满足图像重叠率要求的扫描角的理论计算方法,由于该方法计算困难,难以用于工程。因此,又提出了一种根据目标倾斜角计算扫描起始角和扫描角的算法,并分别给出了目标倾斜角与扫描起始角和扫描角之间的关系图。结果表明:这种方法确定的扫描起始角和扫描角能使所成图像满足重叠率的要求;给定目标大多处于条带覆盖区域的中间;覆盖区域也尽可能宽。算法计算简单,适合在实际工程设计中使用。

关键词：全景式航空相机扫描角重叠率

胶片型航空画幅遥感相机中负压展平机构的设计

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光学精密工程 2007年第11期15卷 1774-1778页

作者：张继超丁亚林张洪文中国科学院长春光学精密机械与物理研究所

航拍成像胶片的展平精度是影响相机分辨率的主要因素。长焦距、大画幅、高分辨率的胶片式画幅遥感相机要求在给定的摄影周期内快速、精密地将胶片展平在片台上。为实现画幅尺寸为114 mm×114 mm的胶片展平精度达到0.034 mm,吸附时间为42... 详细信息

航拍成像胶片的展平精度是影响相机分辨率的主要因素。长焦距、大画幅、高分辨率的胶片式画幅遥感相机要求在给定的摄影周期内快速、精密地将胶片展平在片台上。为实现画幅尺寸为114 mm×114 mm的胶片展平精度达到0.034 mm,吸附时间为420 ms,提出了一个较完善的胶片展平机构,介绍了利用负压将胶片展平在焦平面板上的方法。阐述了该展平机构的组成和工作原理,给出了片台的结构形式,并通过分析计算得出关键器件的选择依据。提供了一种利用光学技术来定性检测展平精度的方法。经成像试验验证,该方法可满足使用要求。

关键词：航空相机胶片展平精度分辨率片台负压

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凝视模式下的画幅相机两轴像移补偿

光学精密工程 2007年第11期15卷 1789-1795页

作者：张树青丁亚林于春风中国科学院长春光学精密机械与物理研究所

通过斜视画幅相机的几何模型,选择载机相关坐标系,建立了计算目标航迹速度到像面坐标系下像移速度的数学模型。通过坐标变换将航迹速度(目标在航迹坐标系下的速度)转换至机体坐标系下的速度矢量,最终至补偿坐标系下的运动矢量;计算视轴... 详细信息

通过斜视画幅相机的几何模型,选择载机相关坐标系,建立了计算目标航迹速度到像面坐标系下像移速度的数学模型。通过坐标变换将航迹速度(目标在航迹坐标系下的速度)转换至机体坐标系下的速度矢量,最终至补偿坐标系下的运动矢量;计算视轴长度,得到了扫描镜补偿角速度。最后,阐述了像面旋转机构在像移补偿中的作用,并给出了具体位置角计算公式。提出的采用扫描镜和像面旋转机构相结合的方案实现了凝视工作模式下的画幅相机像移补偿,利用坐标变换计算出的相应量,可为将来画幅相机在该模式下的像移补偿工程应用提供必要的参考。

关键词：斜视航空相机凝视模式像面旋转机构像移补偿

基于EBCOT的平衡多小波航空图像压缩编码

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光学精密工程 2007年第11期15卷 1796-1801页

作者：赵秀影商玉凤翟林培傅德友刘红中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 空军航空大学吉林长春130022

鉴于预滤波有可能造成多小波的正交性、对称性的"丢失"及基函数支撑的增加,提出了多小波"平衡"算法,使得多小波基有与单小波基相同的性质。充分利用平衡多小波分解系数的结构,采用EBCOT图像编码算法,对平衡多小波系数进行压缩处理。当... 详细信息

鉴于预滤波有可能造成多小波的正交性、对称性的"丢失"及基函数支撑的增加,提出了多小波"平衡"算法,使得多小波基有与单小波基相同的性质。充分利用平衡多小波分解系数的结构,采用EBCOT图像编码算法,对平衡多小波系数进行压缩处理。当压缩比为32时,峰值信号比为31.3427。实验结果表明:基于EBCOT的平衡多小波算法同时具有图像压缩所需要的正交性、对称性、短支撑和较大的消失矩等多个良好特性,是一种比较有效的航空图像压缩方法。

关键词：平衡多小波 EBCOT 航空图像图像压缩

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航空相机的自准直自动检焦方法研究

光学精密工程 2008年第12期16卷 2460-2464页

作者：史磊金光田海英陈志超中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130031 中国科学院研究生院北京100039

针对航空照相在高空中会由于温度、气压等环境参数的变化引起光学系统离焦的现象,设计了一种利用自准直原理实现自动检焦的结构。分析了光栅常数与反射镜摆扫速率、接收元件响应时间的关系,研究了光栅的刻线方向在焦平面上的摆放位置和... 详细信息

针对航空照相在高空中会由于温度、气压等环境参数的变化引起光学系统离焦的现象,设计了一种利用自准直原理实现自动检焦的结构。分析了光栅常数与反射镜摆扫速率、接收元件响应时间的关系,研究了光栅的刻线方向在焦平面上的摆放位置和不同光源参数对检焦精度的影响。试验结果表明,自动检焦的焦平面位置与实验室光学标定的焦平面位置的偏差研究中。

关键词：航空相机自准直自动检焦