CN106525002B - 一种tdiccd像移检测及补偿方法 - Google Patents
一种tdiccd像移检测及补偿方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106525002B CN106525002B CN201610861015.6A CN201610861015A CN106525002B CN 106525002 B CN106525002 B CN 106525002B CN 201610861015 A CN201610861015 A CN 201610861015A CN 106525002 B CN106525002 B CN 106525002B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- tdiccd
- image
- cmos
- camera
- time
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C11/00—Photogrammetry or videogrammetry, e.g. stereogrammetry; Photographic surveying
- G01C11/02—Picture taking arrangements specially adapted for photogrammetry or photographic surveying, e.g. controlling overlapping of pictures
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Studio Devices (AREA)
- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
Abstract
本发明涉及一种TDICCD像移检测补偿方法,不同于机械像移补偿以及激光测距像移补偿方案,在未知高程遥感探测的载荷配置上,仅增加一台CMOS小相机以及适量的运算资源,实时检测未知高程下地物在TDICCD焦面上的像移速度,利用给定算法实时计算积分时间Tint,实现像移补偿,可一定程度上改善由于像移导致的图像质量退化。在深空探测任务中,由于待探测星球的高程信息未知,因此利用传统的计算方法来获得积分时间不可行,本发明采用CMOS+TDICCD双相机模式实现像移补偿,具备星上可实现性,有效提高原始图像质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种TDICCD像移检测以及补偿方法,属于航天遥感技术领域。
背景技术
TDICCD的积分时间必须和焦面上的图像移动速度相匹配。两者失配将产生像移,像移的存在会导致图像模糊,灰度失真,对比度和分辨率下降等问题,极大地影响了成像的质量,进而造成目标难以识别或无法提取,所以必须对其进行像移补偿。
空间光学TDICCD相机像移产生的原因较多,目前主要是针对由于飞行器前向飞行造成的前向像移的补偿问题。目前大多采用机械式像移补偿法、光学式像移补偿法,这些方法相对来说代价较大。
发明内容
本发明技术解决问题:克服现有技术的不足,提供一种TDICCD像移检测以及补偿方法,采用CMOS+TDICCD像移补偿模式,在未知高程遥感探测任务中,不依赖于卫星轨道高度等信息,利用一台CMOS小相机以及适量的运算资源,实时检测地物在TDICCD焦面上的像移速度,进而得出目标成像点的积分时间,实现像移补偿,在很大程度上改善由于像移导致的图像质量退化,使图像质量大大提高。
本发明的技术解决方案是:一种TDICCD像移检测以及补偿方法,步骤如下:
步骤一:如图2所示选取典型地物,对多种典型地物在时间间隔为Δt的多幅图像中的像元位置差来做平均得出ΔL,利用公式(1)获得CMOS像面上的像移速度V2:
步骤二:对于安装在同一个平台上的两台相机,即TDICCD相机和CMOS相机来说,地物的运动速度是相同的,利用公式(2)得到TDICCD像移速度V1:
式中,f1为TDICCD相机焦距,V1为像移速度;f2为CMOS相机焦距,V2为像移速度;
步骤三:设TDICCD相机的像元尺寸为d1,利用TDICCD相机的像移速度V1以及像元尺寸d1,由下式(3)计算出TDICCD的积分时间;
从而完成实时检测,实现像移补偿功能。
所述第一步中,利用星载CMOS测速仪,通过对多种典型地物在时间间隔为Δt的多幅图像中的像元位置差来做平均,获得CMOS像面上的像移速度V2。实现在未知高程遥感探测任务中,不依赖于卫星轨道高度信息,利用一台CMOS小相机以及适量的运算资源,实时检测地物在TDICCD焦面上的像移速度,进而得出目标成像点的积分时间,实现像移补偿。
本发明与现有技术相比的优点在于:本发明采用CMOS+TDICCD像移补偿模式,在未知高程遥感探测任务中,不依赖于卫星轨道高度等信息,利用一台CMOS小相机以及适量的运算资源,实时检测地物在TDICCD焦面上的像移速度,进而得出目标成像点的积分时间,实现像移补偿,在很大程度上改善由于像移导致的图像质量退化,使图像质量大大提高,可用于未知高程遥感探测任务。
附图说明
图1为像移速度示意图;
图2为CMOS测速仪像移检测示意图;
图3为本发明的方法原理图。
具体实施方式
本发明涉及一种TDICCD像移检测及补偿方法,像移速度计算的基本原理是,在短时间内对同一地物成像,得到两幅面阵图像,根据成像时间间隔和像移距离,可以得到像移速度,从而利用公式(1)(2)(3)可以计算得出TDICCD的积分时间。
本发明具体实施步骤如图3所示,过程如下:
图1所示卫星***分别装备TDICCD相机和CMOS相机,假设卫星运行高程为H,TDICCD相机的焦距为f1,像移速度为V1;CMOS相机的焦距f2,像移速度为V2。地物运行速度为V地,对于安装在同一个平台上的两台相机来说,地物的运动速度是相同的。因此存在以下比例关系:
因此有,
而V2可以通过相同地物在CMOS测速相机上间隔时间为Δt的两幅图像上的位移ΔL计算得出,如下式:
设TDICCD相机的像元尺寸为d1,有了TDICCD相机的像移速度V1以及像元尺寸d1,就由下式可以计算出TDICCD的积分时间Tint:
由于d1,f2,f1,Δt都是可以精确测量的,f2,f1,Δt的测量误差不超过1/1000,因此积分时间Tint的误差主要来源于ΔL。利用多种典型地物在时间间隔为Δt的多幅图像中的像元位置差来做平均,从而减小ΔL的误差。
本发明首先通过分析空间光学探测任务中,像移存在的危害,提出利用星载CMOS测速仪,通过对多种典型地物在时间间隔为Δt的多幅图像中的像元位置差来做平均,获得CMOS像面上的像移速度V2;进而结合相机焦距推算出TDICCD像移速度V1;最后计算得到TDICCD的积分时间Tint,从而实现未知高程遥感探测任务中像移的实时检测及补偿。方法简单有效、经济适用,为提高空间遥感相机成像质量,提高相机工作的可靠性打下了良好的基础。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
Claims (2)
1.一种TDICCD像移检测及补偿方法,其特征在于步骤如下:
步骤一:对多种典型地物在时间间隔为Δt的多幅图像中的像元位置差来做平均得出ΔL,利用公式(1)获得CMOS像面上的像移速度V2:
步骤二:对于安装在同一个平台上的两台相机,即TDICCD相机和CMOS相机来说,地物的运动速度是相同的,利用公式(2)得到TDICCD像移速度V1:
式中,f1为TDICCD相机焦距,V1为像移速度;f2为CMOS相机焦距,V2为像移速度;
步骤三:设TDICCD相机的像元尺寸为d1,利用TDICCD相机的像移速度V1以及像元尺寸d1,由下式(3)计算出TDICCD的积分时间;
从而完成实时检测,实现像移补偿功能;
其中,对于安装在同一个平台上的两台相机来说,地物的运动速度是相同的,因此存在以下比例关系:
2.根据权利要求1所述的一种TDICCD像移检测及补偿方法,其特征在于:所述步骤一中,利用星载CMOS测速仪,通过对多种典型地物在时间间隔为Δt的多幅图像中的像元位置差来做平均,获得CMOS像面上的像移速度V2。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610861015.6A CN106525002B (zh) | 2016-09-28 | 2016-09-28 | 一种tdiccd像移检测及补偿方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610861015.6A CN106525002B (zh) | 2016-09-28 | 2016-09-28 | 一种tdiccd像移检测及补偿方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106525002A CN106525002A (zh) | 2017-03-22 |
CN106525002B true CN106525002B (zh) | 2019-03-12 |
Family
ID=58344363
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610861015.6A Active CN106525002B (zh) | 2016-09-28 | 2016-09-28 | 一种tdiccd像移检测及补偿方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106525002B (zh) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107168356A (zh) * | 2017-06-28 | 2017-09-15 | 广东电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种航空摄像位移量获取方法以及航空摄像移动控制方法 |
CN107479565B (zh) * | 2017-08-22 | 2020-06-16 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 基于椭圆轨道像移补偿计算方法 |
CN107907107A (zh) * | 2017-11-03 | 2018-04-13 | 武汉资联虹康科技股份有限公司 | 一种基于tms导航的拍子定位***及方法 |
CN108387547B (zh) * | 2017-12-29 | 2019-09-27 | 华中科技大学 | 一种红外图谱关联遥感设备的测谱补偿方法 |
CN111324857B (zh) * | 2020-03-19 | 2022-03-04 | 武汉大学 | 一种基于tdiccd推扫特性的快速反变换计算方法 |
CN111601055A (zh) * | 2020-05-22 | 2020-08-28 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | Tdiccd空间相机行周期实时匹配方法及星载装置 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103776427A (zh) * | 2014-01-21 | 2014-05-07 | 北京空间机电研究所 | 一种应用于立体测绘相机的参数设置和调整方法 |
EP2622314B1 (de) * | 2010-09-28 | 2014-09-03 | Leica Geosystems AG | Digitales multispektrales kamerasystem mit wenigstens zwei unabhängigen digitalen kameras |
CN104154932A (zh) * | 2014-07-29 | 2014-11-19 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 基于emccd和cmos的高动态星敏感器的实现方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007030985B4 (de) * | 2007-07-04 | 2009-04-09 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Bildsensor, Verfahren zum Betreiben eines Bildsensors und Computerprogramm |
-
2016
- 2016-09-28 CN CN201610861015.6A patent/CN106525002B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2622314B1 (de) * | 2010-09-28 | 2014-09-03 | Leica Geosystems AG | Digitales multispektrales kamerasystem mit wenigstens zwei unabhängigen digitalen kameras |
CN103776427A (zh) * | 2014-01-21 | 2014-05-07 | 北京空间机电研究所 | 一种应用于立体测绘相机的参数设置和调整方法 |
CN104154932A (zh) * | 2014-07-29 | 2014-11-19 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 基于emccd和cmos的高动态星敏感器的实现方法 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
一种轻小型遥感相机视频处理FPGA软件设计;黄伟等;《电子学报》;20141115;第42卷(第11期);第2303-2309页 |
应用相位相关法的TDICCD空间相机像移测量方法;胡超等;《航天器工程》;20140615;第23卷(第3期);正文第1节-第2节 |
空间相机像移补偿方法研究;张丽等;《航天返回与遥感》;20070915;第28卷(第3期);第19-22页 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106525002A (zh) | 2017-03-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106525002B (zh) | 一种tdiccd像移检测及补偿方法 | |
CN108171733B (zh) | 使两个或更多个三维3d点云配准的方法 | |
CN110926474B (zh) | 卫星/视觉/激光组合的城市峡谷环境uav定位导航方法 | |
Barazzetti et al. | Fully automatic UAV image-based sensor orientation | |
CN104215239B (zh) | 基于视觉的无人机自主着陆导引装置实现的导引方法 | |
CN110033480B (zh) | 基于航摄测量的机载光电***目标运动矢量估计方法 | |
CN104502918A (zh) | 一种低轨卫星星载图谱关联探测方法与载荷 | |
CA2955224A1 (en) | Systems, methods, and apparatuses for measuring deformation of a surface | |
CN107085852A (zh) | 一种基于无人机航拍的河道表面流场测试方法 | |
CN109559355A (zh) | 一种基于相机组的无公共视场的多相机全局标定装置及方法 | |
CN106489062B (zh) | 用于测量移动平台的位移的***和方法 | |
Scaioni et al. | Image-based deformation measurement | |
CN108362205A (zh) | 基于条纹投影的空间测距方法 | |
CN112461204B (zh) | 卫星对动态飞行目标多视角成像联合计算航行高度的方法 | |
CN108961319B (zh) | 双线阵tdi空间相机对动态飞机运动特性的分析方法 | |
Cavegn et al. | A systematic comparison of direct and image-based georeferencing in challenging urban areas | |
Blaser et al. | System design, calibration and performance analysis of a novel 360 stereo panoramic mobile mapping system | |
CN104251994B (zh) | 长基线激光测距实现无控制点卫星精确定位***及方法 | |
Takahashi et al. | Experiment on UAV photogrammetry and terrestrial laser scanning for ICT-integrated construction | |
Koppanyi et al. | Experiences with acquiring highly redundant spatial data to support driverless vehicle technologies | |
CN110017833A (zh) | 基于像元类地模型的全屏像点地理坐标定位方法 | |
CN105737803B (zh) | 航空双面阵立体测绘*** | |
Cavegn et al. | Robust and accurate image-based georeferencing exploiting relative orientation constraints | |
Ye et al. | Accuracy analysis of real-time object positioning without gcp for images from UAV oblique ultra-long focal small view field whiskbroom camera system | |
Kim et al. | Applicability assessment of disaster rapid mapping: Focused on fusion of multi-sensing data derived from UAVs and disaster investigation vehicle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |