CN113776666B - 用于多光谱相机测试的靶标调正方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于多光谱相机测试的靶标调正方法，包括如下步骤：S1、通过多光谱相机拍摄靶标，得到多个不同谱段的图像，将多个不同谱段的图像依次导入快视系统，并按照第一列像元对齐的方式，将多个不同谱段的图像进行竖直排列，由快视系统输出得到靶标图像；S2、在靶标图像中，对比观察多个不同谱段的图像的边缘的像元亮度；S3、当同一列中多个不同谱段的图像的边缘的像元亮度相同时，固定靶标，此时靶标的位置即为与多光谱相机的探测器对正的位置；本发明的调整精度可以精确到1个像元，满足光学系统MTF检测的需求，同时可以最大程度的避免由于条纹靶标和像元未对正而引起的测试误差，提高了测试效率和测试精度。

Description

用于多光谱相机测试的靶标调正方法
技术领域
本发明涉及相机系统MTF测试领域，特别涉及一种用于多光谱相机测试的靶标调正方法。
背景技术
航天相机集成后需进行相机系统MTF测试，测试方法是通过采用相同口径的光管进行目标模拟，相机成像的方法进行测试，即在光管焦面处放置靶标，在经过光管后发射平行光，然后经相机聚焦后将目标成像在相机探测器上。
一般采用的靶标是条纹板，即用玻璃刻划出的具有特定尺寸的狭缝阵列，通过相机成像为黑白间隔的条纹图像。通过探测器检测到的黑白条纹的灰度值计算相机的MTF值。一般进行特征频率的分辨率测试时黑白条纹的宽度刚好等于一个像元的尺寸，因此会存在如果条纹板即靶标板与探测器像元阵列位置关系不垂直，会严重影响测试数值。一般采用的方法是通过不断校正靶标板的角度，然后再不断连续测试，当测试结果达到最大值时，认为靶标和像元已经对正，即黑白条纹完全与像元阵列一一对应。该方法明显效率低、且只能起到相对优化的效果，无法寻找到最优值。
目前一般还采用不断调整，不断测试的方法估计靶标的调正与否，该方法明显效率低、精度差，且受环境影响较大。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的缺陷，提出了一种用于多光谱相机测试的靶标调正方法。
为实现上述目的，本发明采用以下具体技术方案：
本发明提出的用于多光谱相机测试的靶标调正方法，包括如下步骤：
S1、通过多光谱相机拍摄靶标，得到多个不同谱段的图像，将多个不同谱段的图像依次导入快视系统，并按照第一列像元对齐的方式，将多个不同谱段的图像进行竖直排列，由快视系统输出得到靶标图像；
S2、在靶标图像中，对比观察多个不同谱段的图像的边缘的像元亮度；
S3、当同一列中多个不同谱段的图像的边缘的像元亮度相同时，固定靶标，此时靶标的位置即为与多光谱相机的探测器对正的位置；
当同一列中多个不同谱段的图像的边缘的像元亮度不同时，调整靶标的位置，重复执行步骤S1和步骤S2，直至观察到同一列中多个不同谱段的图像的边缘的像元亮度相同，此时靶标的位置即为与多光谱相机的探测器对正的位置。
优选地，靶标为条纹靶标，靶标在焦面上的成像宽度不小于多光谱相机的探测器的三个谱段的宽度之和。
优选地，在步骤S1中，多个不同谱段的图像至少包括三个不同谱段的图像。
优选地，多光谱相机包括多个谱段的线阵探测器；多光谱相机的成像方式为推扫成像。
本发明能够取得以下技术效果：
本发明的调整精度可以精确到1个像元，满足光学系统MTF检测的需求，同时可以最大程度的避免由于条纹靶标和像元未完全对正而引起的测试误差，提高了测试效率和测试精度。
附图说明
图1是根据本发明实施例的用于多光谱相机测试的靶标调正方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的多个不同谱段的图像在快视系统中进行竖直排列的示意图；
图3是根据本发明实施例的当靶标与多光谱相机的探测器对正时靶标图像的示意图；
图4是根据本发明实施例的当靶标与多光谱相机的探测器未对正时靶标图像的示意图；
图5是根据本发明实施例的多光谱相机的探测器与靶标位置关系的示意图。
其中的附图标记包括：多光谱相机的探测器1、靶标2、第一谱段图像的第一像元3、第二谱段图像的第一像元4、第三谱段图像的第一像元5、第一列6、第二列7、第三列8。
具体实施方式
在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在下面的描述中，相同的模块使用相同的附图标记表示。在相同的附图标记的情况下，它们的名称和功能也相同。因此，将不重复其详细描述。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。
下面结合图1到图5对本发明的具体工作方式进行详细说明：
本发明提出一种用于多光谱相机测试的靶标调正方法，包括如下步骤：
S1、通过多光谱相机拍摄靶标2，得到多个不同谱段的图像，将多个不同谱段的图像依次导入快视系统，并按照第一列像元对齐的方式，将多个不同谱段的图像进行竖直排列，由快视系统输出得到靶标图像；
多光谱相机包括多个谱段的线阵探测器；线阵探测器有很多列，且行数很少，因此可近似等效为只有一行。多光谱相机的成像方式为推扫成像。
靶标2为条纹靶标，靶标2在焦面上的成像宽度不小于多光谱相机的探测器1的三个谱段的宽度之和。
在步骤S1中，多个不同谱段的图像至少包括三个不同谱段的图像。
在本发明的一个实施例中，多光谱相机拍摄靶标2，得到三个不同谱段的图像，分别为第一谱段图像、第二谱段图像和第三谱段图像。
图2示出了多个不同谱段的图像在快视系统中进行竖直排列的情形；
如图2所示，在本发明的一个实施例中，第一谱段图像的第一像元3、第二谱段图像的第一像元4和第三谱段图像的第一像元5在第一列6上完全对齐。
S2、在靶标图像中，对比观察多个不同谱段的图像的边缘的像元亮度。
图3示出了当靶标2与多光谱相机的探测器1对正时靶标图像的显示效果；
S3、如图3所示，当同一列中多个不同谱段的图像的边缘的像元亮度相同时，固定靶标2，此时靶标2的位置即为与多光谱相机的探测器1对正的位置。
图4示出了当靶标2与多光谱相机的探测器1未对正时靶标图像的显示效果；
如图4所示，当同一列中多个不同谱段的图像的边缘的像元亮度不同时，此时靶标2的位置与多光谱相机的探测器1的位置未对正，调整靶标2的位置，重复执行步骤S1和步骤S2，直至观察到同一列中多个不同谱段的图像的边缘的像元亮度相同，此时靶标2的位置即为与多光谱相机的探测器1对正的位置。
图5示出了多光谱相机的探测器1与靶标2的位置关系；
如图5所示，在MTF测试的中，要求靶标2的边缘和多光谱相机的探测器1的阵列是垂直的。只有当靶标2的边缘完全与多光谱相机的探测器1的阵列垂直时，各不同谱段的对靶标2边缘处成像的像元列数序号才能相同。
本发明方法的有益效果如下：针对某空间相机的MTF测试，在未采用本发明方法进行靶标2调正时，相机的MTF测试得到的最优值为0.32；在采用本发明方法进行靶标2调正后，相机的MTF测试得到的最优值为0.34；通过对比可知本发明方法可以高效获取光学系统的最佳MTF值。
综上所述，本发明提出了一种用于多光谱相机测试的靶标2调正方法。本方法的调整精度可以精确到1个像元，满足光学系统MTF检测的需求，同时可以最大程度的避免由于条纹靶标和像元未完全对正而引起的测试误差，提高了测试效率和测试精度。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制。本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
以上本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种用于多光谱相机测试的靶标调正方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、通过所述多光谱相机拍摄靶标，得到多个不同谱段的图像，将多个所述不同谱段的图像依次导入快视系统，并按照第一列像元对齐的方式，将多个所述不同谱段的图像进行竖直排列，由所述快视系统输出得到靶标图像；
S2、在所述靶标图像中，对比观察多个所述不同谱段的图像的边缘的像元亮度；
S3、当同一列中多个所述不同谱段的图像的边缘的像元亮度相同时，固定所述靶标，此时所述靶标的位置即为与所述多光谱相机的探测器对正的位置；
当同一列中多个所述不同谱段的图像的边缘的像元亮度不同时，调整所述靶标的位置，重复执行步骤S1和步骤S2，直至观察到同一列中多个所述不同谱段的图像的边缘的像元亮度相同，此时所述靶标的位置即为与所述多光谱相机的探测器对正的位置。
2.如权利要求1所述的用于多光谱相机测试的靶标调正方法，其特征在于，所述靶标为条纹靶标，所述靶标在焦面上的成像宽度不小于所述多光谱相机的探测器的三个谱段的宽度之和。
3.如权利要求1所述的用于多光谱相机测试的靶标调正方法，其特征在于，在步骤S1中，多个所述不同谱段的图像至少包括三个不同谱段的图像。
4.如权利要求1所述的用于多光谱相机测试的靶标调正方法，其特征在于，所述多光谱相机包括多个谱段的线阵探测器；所述多光谱相机的成像方式为推扫成像。
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