專利名稱：基于移軸原理的拼接成像系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及航空攝影測量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于移軸原理的多垂視拼接成 像系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在航空攝影測量中，為了獲取寬覆蓋面積的影像，常采用多個(gè)相機(jī)拼接的成像方 法。如附

圖1所示，傳統(tǒng)的成像方式中，成像鏡頭1的光軸2通常垂直于焦平面3且與 唯一的成像器件的中心4以及焦平面中心5重合。此時(shí)，若多個(gè)相機(jī)全部垂視安裝，則每個(gè) 相機(jī)的成像范圍基本一致，無法達(dá)到擴(kuò)展成像范圍的目的，只有采取多鏡頭拼接且傾斜成 像方式才能擴(kuò)大實(shí)際成像范圍。典型的多相機(jī)拼接成像裝置包括Z/I Image公司的DMC系 列產(chǎn)品和Vexcel公司的U⑶系列產(chǎn)品。Z/I Image公司的DMC系列產(chǎn)品采用四相機(jī)拼接方式，且四個(gè)相機(jī)的光軸都不平 行于中心光軸(即都不垂直于拍攝目標(biāo))，而是與拍攝目標(biāo)呈一個(gè)較大的傾斜角度(一般 為20度左右)。因此，作為這四個(gè)相機(jī)拍攝目標(biāo)的四個(gè)部分的成像角度將均不相同，無法直 接拼接影像或利用一個(gè)投影中心進(jìn)行影像處理。這種情況下，必須構(gòu)造一個(gè)虛擬的投影中 心，將四個(gè)相機(jī)的影像統(tǒng)一到此虛擬投影中心，然后才能進(jìn)行高精度的影像拼接；并且此虛 擬投影中心的等效焦距與四個(gè)相機(jī)的實(shí)際焦距均不同。此外，由于成像方式為傾斜成像，每 個(gè)相機(jī)所拍攝目標(biāo)的分辨率將不一致中心分辨率高，邊緣分辨率低，影像拼接時(shí)還需對分 辨率進(jìn)行平均和差值處理。Vexcel公司的UCD系列產(chǎn)品也采用四相機(jī)拼接的方法，四個(gè)相機(jī)的光軸相互平行 且均垂直于拍攝目標(biāo)。這種情況下，四個(gè)相機(jī)可近似看作具有同一個(gè)投影中心，且拍攝目標(biāo) 的分辨率分布均勻，易于后期影像處理。然而，由于四個(gè)相機(jī)一字排開，即使采用延時(shí)曝光 以近似看作同時(shí)曝光，延時(shí)也不易控制且精確度不高(延時(shí)與飛行速度有關(guān))。此外，拍攝 時(shí)刻不一致導(dǎo)致四個(gè)相機(jī)的定位和姿態(tài)參數(shù)不同；由于不易分別獲取四個(gè)相機(jī)拍攝時(shí)刻的 姿態(tài)參數(shù)，只能對四個(gè)相機(jī)統(tǒng)一采用某一時(shí)刻的姿態(tài)參數(shù)，這勢必造成影像的處理誤差和 糾正誤差。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，如何克服現(xiàn)有的多相機(jī)成像技術(shù)中存在的傾斜成 像下后期影像處理復(fù)雜度高、垂直成像下無法精確同步曝光的缺陷；以及如何實(shí)現(xiàn)相機(jī)垂 視安裝條件下成像范圍的擴(kuò)展。( 二 )技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案提供了一種基于移軸原理的拼接成像系 統(tǒng)，包括
至少一個(gè)成像鏡頭，所述至少一個(gè)成像鏡頭設(shè)置于同一平面上，且具有相同的焦 距和視場；以及設(shè)置于每一所述成像鏡頭的焦平面上的至少一個(gè)成像器件；其中，每一所述成像鏡頭被設(shè)置為其光軸垂直于其焦平面，且每一所述成像器件 被設(shè)置為在其焦平面內(nèi)具有預(yù)設(shè)的移軸量。其中，在以所述系統(tǒng)的總有效成像范圍的中心為原點(diǎn)的坐標(biāo)系中，χ軸方向上第η個(gè)成像器件的移軸量為
權(quán)利要求
1.一種基于移軸原理的拼接成像系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括至少一個(gè)成像鏡頭，所述至少一個(gè)成像鏡頭設(shè)置于同一平面上，且具有相同的焦距和 視場；以及設(shè)置于每一所述成像鏡頭的焦平面上的至少一個(gè)成像器件；其中，每一所述成像鏡頭被設(shè)置為其光軸垂直于其焦平面，且每一所述成像器件被設(shè) 置為在其焦平面內(nèi)具有預(yù)設(shè)的移軸量。
2.如權(quán)利要求1所述的基于移軸原理的拼接成像系統(tǒng)，其特征在于，在以所述系統(tǒng)的 總有效成像范圍的中心為原點(diǎn)的坐標(biāo)系中，X軸方向上第η個(gè)成像器件的移軸量為
3.如權(quán)利要求1-2中任意一項(xiàng)所述的基于移軸原理的拼接成像系統(tǒng)，其特征在于，所 述成像鏡頭設(shè)置為兩個(gè)，其中，每一成像鏡頭的焦平面上均設(shè)置一個(gè)或兩個(gè)成像器件；或者 兩個(gè)成像鏡頭的焦平面上分別設(shè)置一個(gè)和兩個(gè)成像器件。
4.如權(quán)利要求1-2中任意一項(xiàng)所述的基于移軸原理的拼接成像系統(tǒng)，其特征在于，所 述成像鏡頭設(shè)置為四個(gè)，其中，每一成像鏡頭的焦平面上均設(shè)置一個(gè)或兩個(gè)或四個(gè)成像器 件；或，四個(gè)成像鏡頭中的兩個(gè)的焦平面上均設(shè)置兩個(gè)成像器件，且所述四個(gè)成像鏡頭中其 余兩個(gè)的焦平面上均設(shè)置四個(gè)成像器件。
5.如權(quán)利要求3所述的基于移軸原理的拼接成像系統(tǒng)，其特征在于，所述兩個(gè)成像鏡 頭在同一平面上排列為一字形。
6.如權(quán)利要求4所述的基于移軸原理的拼接成像系統(tǒng)，其特征在于，所述四個(gè)成像鏡 頭在同一平面上排列為矩形。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于移軸原理的拼接成像系統(tǒng)，包括至少一個(gè)成像鏡頭，所述至少一個(gè)成像鏡頭設(shè)置于同一平面上，且具有相同的焦距和視場；以及設(shè)置于每一所述成像鏡頭的焦平面上的至少一個(gè)成像器件；其中，每一所述成像鏡頭被設(shè)置為其光軸垂直于其焦平面，且每一所述成像器件被設(shè)置為在其焦平面內(nèi)具有預(yù)置的移軸量。本發(fā)明的系統(tǒng)克服了現(xiàn)有的多相機(jī)成像技術(shù)中存在的傾斜成像下后期影像處理復(fù)雜度高、垂直成像下無法精確同步曝光的缺陷；并實(shí)現(xiàn)了相機(jī)垂視安裝條件下成像范圍的擴(kuò)展。
文檔編號G01C11/02GK102062599SQ20101056211
公開日2011年5月18日 申請日期2010年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月23日
發(fā)明者劉學(xué), 孫韜, 張聲榮, 方俊永, 王晉年, 王瀟, 童慶禧, 薛永祺, 趙冬, 鄭蘭芬, 郝鑫 申請人:中國科學(xué)院遙感應(yīng)用研究所