CN106525002B - 一种tdiccd像移检测及补偿方法 - Google Patents

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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

一种TDICCD像移检测及补偿方法
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所示卫星系统分别装备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。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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导航的拍子定位系统及方法
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

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