CN104280995A - 一种相机焦面电荷耦合器件快速成像方法 - Google Patents

一种相机焦面电荷耦合器件快速成像方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104280995A
CN104280995A CN201410484035.7A CN201410484035A CN104280995A CN 104280995 A CN104280995 A CN 104280995A CN 201410484035 A CN201410484035 A CN 201410484035A CN 104280995 A CN104280995 A CN 104280995A
Authority
CN
China
Prior art keywords
focal plane
camera
carat
lamp
image sensor
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.)
Granted
Application number
CN201410484035.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104280995B (zh
Inventor
马丽娜
赵英龙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Institute of Space Research Mechanical and Electricity
Original Assignee
Beijing Institute of Space Research Mechanical and Electricity
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Institute of Space Research Mechanical and Electricity filed Critical Beijing Institute of Space Research Mechanical and Electricity
Priority to CN201410484035.7A priority Critical patent/CN104280995B/zh
Publication of CN104280995A publication Critical patent/CN104280995A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104280995B publication Critical patent/CN104280995B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

一种相机焦面电荷耦合器件快速成像方法，首先使得相机光轴和平行光管的光轴高度相同，将平行光管的焦面换为90度折转焦面并安装十字刻线靶标，然后将两个克拉灯分别放在90度折转焦面光源放置处，在第二焦面处放置一个黑色光阑，调整二维转台的水平角度和俯仰角度，使得两个克拉灯发射光束形成的会聚光斑位于相机无穷远焦面电荷耦合器件上，最后将第一克拉灯换成摄像头对十字刻线中心进行实时成像；本发明可以快速准确地确定相机与平行光管的相互位置关系和克拉灯与摄像头的位置关系，从而实现了相机焦面电荷耦合器件在平行光管无穷远位置的快速成像。

Description

一种相机焦面电荷耦合器件快速成像方法
技术领域
本发明涉及一种快速成像的方法，特别是一种对相机焦面电荷耦合器件快速成像的方法，适用于航天光学测绘相机在多相机系统集成测试过程中对相机焦面电荷耦合器件的快速成像，属于航天光学遥感器技术领域。 
背景技术
随着对实时立体测绘图像的广泛需求，测绘相机一般采用两台或三台相机成像，通过多台相机在不同摄影时刻对地面同一景物成像实现立体测绘。因此，对于采用多台线阵相机组合的测绘相机来说，除了以往的主点、主距和畸变等常规内方位元素参数需要精确校准之外，还需要对多相机间的光轴夹角位置进行精确保证，同时各相机电荷耦合器件线阵要求严格平行。目前对于多相机的高精度视轴夹角和线阵平行性的装调和测试一般采用将相机的焦面在平行光管的无穷远焦面处成像，利用平行光管对相机焦面电荷耦合器件两端4个角点成像，通过对各角点对应的高精度二维转台的角度来计算多相机的视轴夹角和相机的线阵平行性。因此相机焦面电荷耦合器件在平行光管无穷远位置快速成像成了测试测绘多相机视轴夹角和线阵平行性的基础。 
目前采用的透过平行光管无穷远焦面直接用肉眼观察相机电荷耦合器件，反复调整相机、平行光管、克拉灯和摄像头的位置与角度，力求对相机焦面电荷耦合器件成像清晰图像的方法，其调整工作量大，并且没有明确标准，很难实现快速对相机的焦面成像。 
发明内容
本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提出了一种对相机焦面电荷耦合器件快速成像的方法，可以快速准确地确定相机与平行光管的相互位置关系和克拉灯与摄像头的位置关系，从而实现了相机焦面电荷耦合器件 在平行光管无穷远位置的快速成像，最大程度上满足了相机焦面电荷耦合器件快速成像的需求。 
本发明的技术解决方案：一种相机焦面电荷耦合器件快速成像方法，步骤如下： 
(1)将相机主体放置在二维转台上，将平行光管放置在三维调整台上；所述二维转台的水平测角精度和俯仰测角精度均优于2″； 
(2)调整步骤(1)中的二维转台和三维调整台，使得相机光轴和平行光管的光轴高度相同； 
(3)步骤(2)中的调整完成后，将平行光管的焦面换为90度折转焦面，所述90度折转焦面包括第一焦面和第二焦面；第一焦面的法线与平行光管轴线垂直，第二焦面的法线与平行光管的轴线平行； 
(4)在第一焦面上安装十字刻线靶标，十字刻线靶标的中间十字不透光，其它地方透光，透光率为1：100； 
(5)将两个相同的克拉灯分别放在第一焦面和第二焦面的光源放置处，放在第一焦面处的克拉灯为第一克拉灯，放在第二焦面处的克拉灯为第二克拉灯，所述光源放置处与第一焦面和第二焦面的距离均为克拉灯的焦距； 
(6)调整第一克拉灯的位置，使得第一克拉灯的光束在十字刻线靶标的十字刻线中心处会聚为一个光斑，未被十字刻线遮挡的光束通过平行光管和相机的镜头后在相机无穷远焦面处会聚； 
(7)在第二焦面处放置一个黑色光阑，所述黑色光阑的中心位置为一个直径2mm的圆形通光孔，调整第二克拉灯的位置，使得第二克拉灯的光束在圆形通光孔处会聚为一个光斑，该光斑通过平行光管和相机的镜头后在相机无穷远焦面处会聚； 
(8)观测第一克拉灯和第二克拉灯发射光束形成的会聚光斑在相机无穷远焦面上的位置，若光斑位于相机无穷远焦面电荷耦合器件上，则不对二维转台进行调整，进入步骤(9)，若光斑没有位于相机无穷远焦面电荷耦 合器件上，则调整二维转台的水平角度和俯仰角度，使得第一克拉灯和第二克拉灯发射光束形成的会聚光斑位于相机无穷远焦面电荷耦合器件上，进入步骤(9)； 
(9)观测第一克拉灯和第二克拉灯发射光束形成的会聚光斑是否位于相机无穷远焦面电荷耦合器件上的同一位置，若不位于同一位置，则调整第二克拉灯的水平角度和俯仰角度，使得第一克拉灯和第二克拉灯发射光束形成的会聚光斑位于相机无穷远焦面电荷耦合器件上的同一位置，进入步骤(10)，若位于同一位置，则不对第二克拉灯的水平角度和俯仰角度进行调整，进入步骤(10)； 
(10)将第一克拉灯换成摄像头，摄像头连接电脑对平行光管十字刻线靶标的十字刻线中心进行实时成像，调整摄像头的位置，使得十字刻线靶标的十字刻线中心成像清晰，即完成成像系统的成像前调整过程；进入步骤(11)； 
(11)利用摄像头对相机的无穷远焦面的电荷耦合器件进行成像，从而完成相机的线阵平行性和视轴夹角测试。 
本发明与现有技术相比的有益效果在于： 
(1)本发明在原有对相机焦面电荷耦合器件的成像方法研究的基础上，建立了一种快速对电荷耦合器件定位的方法，并可运用到相机的线阵平行性测试和测绘相机各相机视轴夹角的测试中，提升了相机系统集成的能力； 
(2)本发明通过双克拉灯与平行光管相结合的成像方法对准相机焦面，直接确定相机、平行光管、克拉灯和摄像头的位置，不需要对这些仪器的位置进行反复试验确定，保证了相机定位的准确性，大大提高了装调测试效率； 
(3)本发明将相机安装在高精度二维转台上，通过高精度二维转台调整相机的位置，结合第二克拉灯水平角度和俯仰角度的调整，可以确保成像系统的成像前调整的精度，从而保证了最终的成像精度和成像清晰度。 
附图说明
图1为本发明流程图； 
图2为平行光管折转焦面示意图； 
图3为相机焦面定位测试示意图。 
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细地阐述。 
一种相机焦面在平行光管无穷远处快速成像的方法，其特征在于采用双克拉灯在平行光管的折转焦面处同时照射相机焦面，快速确定焦面成像时相机、平行光管、克拉灯和摄像头的位置。 
如图1所示本发明流程图，由图1可知，本发明所采用的技术方案实现步骤如下： 
(1)如图2所示，其中1表示放在第一焦面靶标装框处的第一克拉灯，2表示放在第二焦面位置处的第二克拉灯，3表示平行光管，4表示高精度二维转台，5表示待测相机，6表示三维调整台。测试时将相机主体放置在高精度二维转台上，将平行光管放置在三维调整台上； 
(2)根据步骤(1)中相机与平行光管的位置调整高精度二维转台和三维调整台，使得相机光轴和平行光管的光轴高度相同； 
(3)步骤(2)中的调整完成后，将平行光管的焦面换为90度折转焦面，所述90度折转焦面包括第一焦面和第二焦面；第一焦面的法线与平行光管轴线垂直，第二焦面的法线与平行光管的轴线平行；折转焦面如图3所示，其中1，2，和3与图2中定义一致，4表示平行光管的折转焦面。折转焦面可以两部分光照，一部分为靶标装框处可放置光源，另一部分为折转90度处可放置光源； 
(4)利用步骤(3)中的折转焦面，在第一焦面上安装十字刻线靶标，十字刻线靶标的中间十字不透光，其它地方透光，透光率为1：100； 
(5)根据步骤(4)将两个相同的克拉灯分别放在第一焦面和第二焦面的光源放置处，放在第一焦面处的克拉灯为第一克拉灯，放在第二焦面处的 克拉灯为第二克拉灯，所述光源放置处与第一焦面和第二焦面的距离均为克拉灯的焦距； 
(6)调整第一克拉灯的位置，使得第一克拉灯的光束在十字刻线靶标的十字刻线中心处会聚为一个光斑，未被十字刻线遮挡的光束通过平行光管和相机的镜头后在相机无穷远焦面处会聚； 
(7)在第二焦面处放置一个黑色光阑，所述黑色光阑的中心位置为一个直径2mm的圆形通光孔，调整第二克拉灯的位置，使得第二克拉灯的光束在圆形通光孔处会聚为一个光斑，该光斑通过平行光管和相机的镜头后在相机无穷远焦面处会聚； 
(8)观测第一克拉灯和第二克拉灯发射光束形成的会聚光斑在相机无穷远焦面上的位置，若光斑位于相机无穷远焦面电荷耦合器件上，则不对高精度二维转台进行调整，进入步骤(9)，若光斑没有位于相机无穷远焦面电荷耦合器件上，则调整高精度二维转台的水平角度和俯仰角度，使得第一克拉灯和第二克拉灯发射光束形成的会聚光斑位于相机无穷远焦面电荷耦合器件上，进入步骤(9)； 
(9)观测第一克拉灯和第二克拉灯发射光束形成的会聚光斑是否位于相机无穷远焦面电荷耦合器件上的同一位置，若不位于同一位置，则调整第二克拉灯的水平角度和俯仰角度，使得第一克拉灯和第二克拉灯发射光束形成的会聚光斑位于相机无穷远焦面电荷耦合器件上的同一位置，进入步骤(10)，若位于同一位置，则不对第二克拉灯的水平角度和俯仰角度进行调整，进入步骤(10)； 
(10)将第一克拉灯换成摄像头，摄像头连接电脑对平行光管十字刻线靶标的十字刻线中心进行实时成像，调整摄像头的位置，使得十字刻线靶标的十字刻线中心成像清晰，即完成成像系统的成像前调整过程；进入步骤(11)； 
(11)利用摄像头对相机的无穷远焦面的电荷耦合器件进行成像，从而 完成相机的线阵平行性和视轴夹角测试，用于相机的系统装调。 
具体实施例 
我国某型号相机的系统集成过程中首次采用了对相机焦面电荷耦合器件快速成像的方法，测试中使用了水平角度精度和俯仰角度精度均优于2″的高精度二维转台，对相机的放大倍率优于5倍的平行光管，放大倍率优于500倍的摄像头，焦距为50mm的克拉灯，透过比为1：100的十字刻线靶标。经过测试表明，应用了本发明后，对相机焦面电荷耦合器件成像时经过一次精密调整即可完成，大约耗时10分钟；比起以往利用肉眼观测焦面位置，反复调整相机、平行光管、摄像头和克拉灯的位置，耗时3～4个小时才能完成测试大大提高了测试效率，在对相机焦面成像的清晰度上也可以大大提高，对实现相机线阵平行性测试精度优于20″，视轴夹角测试精度优于10″提供了有效地保障。 
本发明中的方法可以应用于高精度立体测绘相机的系统集成和测试，相机焦面的多余物检测等多种领域，大大提高了工作效率。 

Claims (1)

1.一种相机焦面电荷耦合器件快速成像方法，其特征在于步骤如下：
(1)将相机主体放置在二维转台上，将平行光管放置在三维调整台上；所述二维转台的水平测角精度和俯仰测角精度均优于2″；
(2)调整步骤(1)中的二维转台和三维调整台，使得相机光轴和平行光管的光轴高度相同；
(3)步骤(2)中的调整完成后，将平行光管的焦面换为90度折转焦面，所述90度折转焦面包括第一焦面和第二焦面；第一焦面的法线与平行光管轴线垂直，第二焦面的法线与平行光管的轴线平行；
(4)在第一焦面上安装十字刻线靶标，十字刻线靶标的中间十字不透光，其它地方透光，透光率为1：100；
(5)将两个相同的克拉灯分别放在第一焦面和第二焦面的光源放置处，放在第一焦面处的克拉灯为第一克拉灯，放在第二焦面处的克拉灯为第二克拉灯，所述光源放置处与第一焦面和第二焦面的距离均为克拉灯的焦距；
(6)调整第一克拉灯的位置，使得第一克拉灯的光束在十字刻线靶标的十字刻线中心处会聚为一个光斑，未被十字刻线遮挡的光束通过平行光管和相机的镜头后在相机无穷远焦面处会聚；
(7)在第二焦面处放置一个黑色光阑，所述黑色光阑的中心位置为一个直径2mm的圆形通光孔，调整第二克拉灯的位置，使得第二克拉灯的光束在圆形通光孔处会聚为一个光斑，该光斑通过平行光管和相机的镜头后在相机无穷远焦面处会聚；
(8)观测第一克拉灯和第二克拉灯发射光束形成的会聚光斑在相机无穷远焦面上的位置，若光斑位于相机无穷远焦面电荷耦合器件上，则不对二维转台进行调整，进入步骤(9)，若光斑没有位于相机无穷远焦面电荷耦合器件上，则调整二维转台的水平角度和俯仰角度，使得第一克拉灯和第二克拉灯发射光束形成的会聚光斑位于相机无穷远焦面电荷耦合器件上，进入步骤(9)；
(9)观测第一克拉灯和第二克拉灯发射光束形成的会聚光斑是否位于相机无穷远焦面电荷耦合器件上的同一位置，若不位于同一位置，则调整第二克拉灯的水平角度和俯仰角度，使得第一克拉灯和第二克拉灯发射光束形成的会聚光斑位于相机无穷远焦面电荷耦合器件上的同一位置，进入步骤(10)，若位于同一位置，则不对第二克拉灯的水平角度和俯仰角度进行调整，进入步骤(10)；
(10)将第一克拉灯换成摄像头，摄像头连接电脑对平行光管十字刻线靶标的十字刻线中心进行实时成像，调整摄像头的位置，使得十字刻线靶标的十字刻线中心成像清晰，即完成成像系统的成像前调整过程；进入步骤(11)；
(11)利用摄像头对相机的无穷远焦面的电荷耦合器件进行成像，从而完成相机的线阵平行性和视轴夹角测试。
CN201410484035.7A 2014-09-19 2014-09-19 一种相机焦面电荷耦合器件快速成像方法 Active CN104280995B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410484035.7A CN104280995B (zh) 2014-09-19 2014-09-19 一种相机焦面电荷耦合器件快速成像方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410484035.7A CN104280995B (zh) 2014-09-19 2014-09-19 一种相机焦面电荷耦合器件快速成像方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104280995A true CN104280995A (zh) 2015-01-14
CN104280995B CN104280995B (zh) 2017-04-19

Family

ID=52256014

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410484035.7A Active CN104280995B (zh) 2014-09-19 2014-09-19 一种相机焦面电荷耦合器件快速成像方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104280995B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106767907A (zh) * 2016-11-29 2017-05-31 上海卫星工程研究所 光学相机几何成像模型高精度标定与评估装置及方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008233481A (ja) * 2007-03-20 2008-10-02 Acutelogic Corp 撮像装置における焦点調整方法及び焦点調整装置
CN101470899A (zh) * 2007-12-28 2009-07-01 中国科学院西安光学精密机械研究所 Ccd立体相机光轴对中心实时调整系统
CN102564590A (zh) * 2011-12-29 2012-07-11 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 地物模拟光谱辐射定标源装置
US20130076889A1 (en) * 2011-09-23 2013-03-28 Daniel Bublitz Display device and display method
CN103024254A (zh) * 2011-12-17 2013-04-03 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 一种电视镜头的成像装调方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008233481A (ja) * 2007-03-20 2008-10-02 Acutelogic Corp 撮像装置における焦点調整方法及び焦点調整装置
CN101470899A (zh) * 2007-12-28 2009-07-01 中国科学院西安光学精密机械研究所 Ccd立体相机光轴对中心实时调整系统
US20130076889A1 (en) * 2011-09-23 2013-03-28 Daniel Bublitz Display device and display method
CN103024254A (zh) * 2011-12-17 2013-04-03 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 一种电视镜头的成像装调方法
CN102564590A (zh) * 2011-12-29 2012-07-11 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 地物模拟光谱辐射定标源装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
邢辉: "时间延迟积分CCD线阵方向的调整方法", 《光学学报》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106767907A (zh) * 2016-11-29 2017-05-31 上海卫星工程研究所 光学相机几何成像模型高精度标定与评估装置及方法
CN106767907B (zh) * 2016-11-29 2019-11-08 上海卫星工程研究所 光学相机几何成像模型高精度标定与评估装置及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104280995B (zh) 2017-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105066910B (zh) 电光晶体z轴偏离角测量装置及测量方法
CN203965344U (zh) 用于探测表面不连续缺陷的光学检查设备
CN104316293B (zh) 一种确定连续变焦电视光轴平行性的装置及确定方法
CN103063415B (zh) 一种基于莫尔条纹匹配的长焦距透镜焦距测量方法
CN103954434B (zh) 一种光轴校准治具、系统及方法
CN104567738A (zh) 光轴平行度精确测量系统及方法
CN203216702U (zh) 长焦距光学系统的焦距测量装置
CN103994719A (zh) 基于盖革apd阵列的高精度三维成像装置及其使用方法
CN109870828A (zh) 一种实现星敏感器像面高精度正交性调整系统及调整方法
CN104949689A (zh) 基于源头成像的激光垂准仪数字化校准方法及装置
CN206146626U (zh) 基于五棱镜扫描法的大口径红外准直系统校准装置
CN104568963A (zh) 一种基于rgb结构光的在线式三维检测装置
CN109146959A (zh) 单目相机实现动态点三维测量方法
Thomason et al. Calibration of a microlens array for a plenoptic camera
CN110595280A (zh) 一种高效校靶镜轴线一致性检定装置及方法
CN103024427B (zh) 相机调制传递函数的测试方法及其测试装置
CN109682398B (zh) 立体测绘相机整机内方位元素定标方法、装置及系统
CN108765301B (zh) 一种光学系统及其畸变校正方法及系统
CN204316675U (zh) 一种ccd成像系统定标调校装置
CN103278094A (zh) 一种激光位置测量装置及其测量方法
CN112747692A (zh) 一种精密小孔三维测量方法及装置
CN109375330B (zh) 一种光纤阵列与蝇眼透镜的对准系统及方法
CN104280995B (zh) 一种相机焦面电荷耦合器件快速成像方法
CN103940334A (zh) 动态二维光电显微镜
CN108286960B (zh) 聚焦式光管阵列装置以及摄影检测方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant