KR20160056871A - 일정한 풋프린트, 일정한 gsd, 일정한 공간 해상도 라인스캐너를 위한 시스템 아키텍처 - Google Patents

Abstract

라인 스캐너는 교차 트랙 방향에서 스캐닝하고 진행 트랙 방향으로 플랫폼 상에서 순방향으로 이동한다. 라인 스캐너는 좌측 어레이를 형성하는 복수의 검출기들 및 우측 어레이를 형성하는 복수의 검출기들을 포함한다. 상기 좌측 어레이 및 상기 우측 어레이는 상기 진행 트랙 방향으로 형성되는 라인으로부터 반대로 기울어진다. 상기 좌측 어레이는, 상기 라인 스캐너가 상기 진행 트랙 방향으로 형성된 라인의 우측 상의 표면을 스캐닝할 때 객체의 표면으로부터 장면 빛을 검출하도록 구성된다. 상기 우측 어레이는, 상기 라인 스캐너가 상기 진행 트랙 방향으로 형성된 라인의 좌측 상의 표면을 스캐닝할 때 상기 객체의 표면으로부터 장면 빛을 검출하도록 구성된다. 각자의 각각의 어레이의 검출기들은 장면 빛을 동시에 검출하도록 구성된다.

Description

일정한 풋프린트, 일정한 GSD, 일정한 공간 해상도 라인스캐너를 위한 시스템 아키텍처{SYSTEM ARCHITECTURE FOR A CONSTANT FOOTPRINT, CONSTANT GSD, CONSTANT SPATIAL RESOLUTION LINESCANNER}

관련 출원들에 대한 상호참조

이 특허 출원은 2013년 7월 8일 출원되고 발명의 명칭이 SYSTEM ARCHITECTURE FOR A CONSTANT FOOTPRINT, CONSTANT GSD, CONSTANT SPATIAL RESOLUTION LINESCANNER인 미국 가특허 출원 번호 제13/936,638호를 우선권으로 주장하며, 이 출원의 내용물들은 그 전체가 모든 목적을 위해 인용에 의해 본원에 포함된다.

정부지원 연구에 관한 언급

여기서 설명되는 발명은 USAF 계약 번호 FA8803-13-C-0006 하의 작업의 성과로 이루어졌다. 정부는 이 출원에서 특정한 권리들을 갖는다.

본 발명의 분야

본 발명은 일반적으로 이미징 시스템들의 라인 스캐너(line scanner)들에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은, 라인 스캐너가 객체의 대형의 비-평면 표면을 스캐닝할 때, 일정한 풋프린트, 일정한 GSD(ground sample distance) 및 일정한 공간 해상도를 제공하도록 구성되는 라인 스캐너들에 관한 것이다.

라인 스캐너 수집 지오메트리의 예는 도 1a에서 도시된다. 도시된 바와 같이, 이미징 시스템(10)은 이미징될 표면에 걸쳐 이동하는데, 예를 들어, 이미저(imager)는 지구 위의 항공기용(space-borne) 또는 우주용(space-borne) 이미저일 수 있다. 스캐닝 매커니즘은, 이미징 시스템의 움직임의 방향을 가로질러, 표면에 걸쳐 이미징 시스템의 제한된 FOV(field of view)를 스캐닝한다. 이미징 시스템이 진행 트랙 방향(along track direction)(12)에서 순방향으로 이동할 때, 스캐너는 교차 트랙(cross track) 방향에서 스캔 라인들(13)에 의해 표시된 바와 같이 표면에 걸쳐 FOV를 계속 스위프(sweep)한다. 스캔 움직임 및 기구 움직임의 결합은, 이미저의 FOV보다 훨씬 더 큰 그라운드 트랙(ground track) 주위의 영역을 이미징 시스템이 관찰하고 측정하도록 허용한다. 스캔 라인들은 표면의 광범위한 이미지를 획득하기 위해 함께 결합된다(pieced).

라인 스캐너의 종래의 검출기 어레이는 도 1b에서 도시된다. 도시된 바와 같이, 스캐너는 12개의 검출기 엘리먼트들을 갖는 2x6 검출기 어레이를 포함한다. 각각의 검출기 엘리먼트는 15로서 지정된다. 12개의 검출기 엘리먼트들은 6개의 행들 및 2개의 열들을 형성하는 직사각형으로 배열된다. 라인 스캐너를 포함하는 플랫폼은 진행 트랙 방향으로 이동하는 반면에, FOV는 교차 트랙 방향으로 스캐닝된다.

종래의 라인 스캔 이미징 시스템 아키텍처가 도 2에서 도시된다. 이미징 시스템(10)은 스캐너(21), 이미징 광학계(22), 검출기 어레이(23), 전자 모듈(24) 및 데이터 프로세싱 모듈(25)을 포함한다. 스캐너(21)는 이미징 광학계(22)의 FOV를 좌우로(from side to side) 스위프한다. 검출기 어레이(23)는 이미징 광학계의 초점면에서, 어레이의 각각의 검출기에 대해, 장면 빛(scene radiance)에 비례하는 전기 신호를 생성한다. 전자 모듈(24)은 온-보드 데이터 프로세싱 모듈(25)에 의해 추후에 프로세싱될 수 있는 디지털 카운트들로 검출기 신호를 변환한다. 데이터는 그 후, 28로서 지정된 통신 링크를 통해, 일반적으로 29로서 지정된 그라운드 시스템에 전송되며, 여기서 데이터는 다른 데이터 프로세서 시스템(26)에 의한 부가적인 프로세싱에 처해질 수 있다. 최종 프로세싱 이후, 이미지(27)는 모니터 또는 프린터 상의 디스플레이를 위해 형성될 수 있거나, 또는 뷰어에 의한 추후의 리트리브를 위해 메모리에 저장될 수 있다.

라인 스캐너들에 의해 이용되는 다수의 상이한 스캐너 아키텍처들이 있다. (주어진 입사 퓨플(entrance pupil) 크기에 대해) 단순하고 간결한 라인 스캐너는 도 3에서 도시된 바와 같은 1 미러 단일-축 스캐너(one mirror single-axis scanner)이다. 예시화된 스캐너(30)는 회전 샤프트(32) 상에 장착된 미러(31)를 포함한다. 회전 샤프트 또는 스캐너 샤프트(32)는 비에클(vehicle)의 공칭 속도 벡터 및 추후에 33으로서 지정된, 텔레스코프 광학 축(telescope optical axis) 둘 다와 공선적(collinear)이다. 스캐너 샤프트(32)와 미러(31)의 표면에 대한 법선 간의 각도는 45도이다. 스캐너 샤프트는 스캐너 샤프트에 관한 회전 각도(추후에

로서 정의됨)를 형성하는 항률(constant rate)로 회전한다. 스캐너는 또한 교차 트랙 방향에서 지구의 표면에 걸쳐 텔레스코프의 광학계의 FOV(34)를 스캐닝한다. 교차 트랙 방향으로 스캐닝하는 동안, 스캐너는 천저(nadir) 및 최대 스캐닝 각도를 통해 이동하고, 최대 스캐닝 각도는 EOS(end of scan)로 형성된다. 일반적으로, 지구 표면 데이터는 추후에 설명되는 이유로, 천저의 56도의 스캔 각도들에 대해서만 수집된다.

종래의 이미지는 3개의 주요한 단점들, 즉 (a) 스캐너 샤프트가 회전할 때 오프-축(off-axis) 광선들에 대해 미러의 표면 상의 입사 각도가 변함으로 인해 스캔 동안 원치 않는 이미지 회전, (b) (그라운드 상으로 검출기의 순시적인 FOV의 프로젝션인) 대형의 결과적인 풋프린트 및 증가하는 스캔 각도에 따라 대응하는 낮춰진 공간 해상도 및 (c) 증가하는 스캔 각도에 따라 더 커지는 GSD(ground sample distance)를 겪는다. 이들은 아래에서 설명된다.

제 1 단점은 이미지가 그의 초점면 상에서 회전하게 하는 단일 미러 스캐너 지오메트리로 인한 것이다. 고정된 검출기 어레이에 대한 이미지 회전은 고정된 지구에 대한 검출기 어레이의 회전과 등가이다. VIIRS와 같은 몇몇 종래의 시스템들은 이 회전을 제거하기 위해 부가적인 이동 미러를 이용한다. 부가적인 이동 미러는, 부피(mass), 복잡도 및 이동 부분들을 시스템에 부가하여 고장에 대한 가능성을 더 크게 한다. AVHRR 및 GOES와 같은 다른 시스템들은 요구되는 사실로서 회전을 수용한다. AVHRR 시스템은 채널 당 단지 하나의 검출기를 갖고 이에 따라 이미지 회전의 효과를 최소화한다. 그러나 GOES 시스템은 채널 당 2개 또는 8개의 검출기들을 갖고, 회전에 의해 야기된 에러들을 고려해야 한다. GOES 시스템에 대한 장점은 회전이 스캔 축에 걸쳐 단지 몇 도들이라는 것이다. 그러나 일반적으로, 이미지의 회전은 선형 검출기 어레이들의 이용을 크게 복잡하게 한다.

라인 스캐너에 의해 수집된 이미지(imagery)의 품질은 또한 도 4에서 도시된 바와 같이 수집 지오메트리에 의해 영향을 받는다. 지오메트리는 지구의 중심까지의 레인지(range)의 함수로서 도시된다. 항공용 및 우주용 양자의 이미지 해상도는, 지구까지의 레인지가 스캔 각도에 따라 변하기 때문에 악화된다. 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 지구의 표면까지의 레인지(R) 및 그라운드 표면에 대한 LOS 천정각(

) 둘 다는 교차 트랙 방향에서 스캔 각도(

)에 따라 증가한다. 영향의 크기는 지구 위의 이미저의 고도(h)에 의존한다. 그것은, h 및 R이 항공용 이미저에 대한 유사한 파라미터들보다 훨씬 더 크기 때문에, 우주용 이미저에 대해 훨씬 더 나쁘다.

풋프린트 성장의 문제는 스캐닝 미러의 천저 및 EOS(end-of-scan) 둘 다에서 지구의 그라운드 상에 AVHRR 시스템의 IFOV(instantaneous FOV)를 맵핑함으로써 가장 잘 예시될 수 있다. 이것은 도 5에서 도시된다. 도시된 바와 같이, 수집 지오메트리는 IFOV를 왜곡하여서, 천저에서 1x1 km 정사각형 IFOV는 EOS에서 대략 EOS에서 8x3 km 마름모가 된다. 공간 해상도는 IFOV에 강하게 의존하기 때문에, 결과적인 공간 해상도는 EOS에서 상당히 저하된다. AVHRR 시스템에 대해, 공간 해상도는 56도보다 더 큰 스캔 각도에서 매우 열등하게 되어, 데이터는 임의의 사용자들에 대해 거의 사용되지 않을 것이고 따라서 심지어 수집되지 않을 것이다. 대부분의 사용자들은, 그들이 천저에서 획득할 수 있는 것과 동일한, EOS에서 높은 해상도를 갖기를 선호할 가능성이 높다.

종래의 시스템들의 부가적인 단점은, 천저와 EOS에서 비-균일한 GSD(ground sample distance)이다. 설계 복잡도를 감소시키기 위해, 대부분의 라인 스캐너들은 일정한 스캔 레이트 및 일정한 검출기 샘플 레이트를 이용한다. 이들 일정한 레이트들은 그라운드 상의 샘플들 간에 변동되는 거리를 초래한다. AVHRR 시스템의 GSD는 예를 들어, 천저로부터 EOS까지 IFOV 성장에 비례하여 천저로부터 EOS로 성장한다. 대조적으로, 대부분의 사용자들은, 그라운드 상에서 동일한 인터벌들로 샘플링되고 이에 따라 동일한 GSD들을 발생시키는 이미지들을 갖는 것을 선호한다 .

설명될 바와 같이, 본 발명은 일정한 풋프린트, 일정한 GSD 및 일정한 공간 해상도로 데이터를 수집하는 시스템을 생성함으로써 상술된 단점들을 극복한다. 본 발명은 지구 또는 임의의 다른 연장된 객체를 스캐닝할 때 이들 모두를 달성한다.

이러한 그리고 다른 요구들을 충족시키기 위해 그리고 그의 목적의 관점에서, 본 발명은 객체를 스캐닝하기 위한 스캐너의 검출기 어레이를 제공한다. 검출기 어레이는 복수의 검출기들을 포함하고, 검출기들 중 절반은 좌측 어레이로서 선형으로 배열되고, 검출기들의 다른 절반은 우측 어레이로서 선형으로 배열되고, 좌측 및 우측 어레이들은 교차 정점(intersecting apex) 및

의 2개의 동일한 베이스 각도들을 갖는 이등변 삼각형을 형성하도록 기하학적으로 배열된다.

의 각도는 검출기 어레이가 객체를 스캐닝할 때 스캐너의 지오메트리에 의해 야기되는 이미지 회전의 최대량으로서 정의된다.

복수의 검출기들은 항공기용(air-borne)에 또는 우주용 플랫폼(space-borne platform)에 배치된다. 플랫폼은 진행 트랙 방향(along track direction)으로 이동하고, 검출기 어레이의 스캔 각도는 진행 트랙 방향에 수직인 교차 트랙 방향에서 스캔하는 스캔 라인에 형성된다. 검출기 어레이의 스캔 각도는 교차 트랙 방향에서 정의된 EOS(end of scan) 각도를 포함한다.

의 이미지 회전의 최대량은 EOS 각도와 동일할 수 있다.

좌측 어레이의 복수의 검출기들 각각은 객체의 장면 빛(scene radiance)에 비례하는 전기 신호를 동시에 생성하도록 구성되고, 우측 어레이의 복수의 검출기들 각각은 객체의 장면 빛에 비례하는 다른 전기 신호를 동시에 생성하도록 구성된다. 좌측 어레이는 적어도 2개의 선형으로 배열되는 검출기들을 포함하고, 우측 어레이는 적어도 2개의 선형으로 배열되는 검출기들을 포함한다.

스캐너는 샤프트를 중심으로 회전하는 미러 및 미러와 교차하는 텔레스코프 광학 축(telescopic optical axis)을 포함하고, 여기서 미러의 샤프트는 텔레스코프 광학 축에 평행하게 되도록 구성된다. 검출기 어레이의 스캔 각도는 (a) 정점과 교차하고 이등변 삼각형의 베이스의 중간으로부터 연장하는 라인에 대응하는 천저(nadir) 및 (b) 객체 상에 프로젝팅되는 최대 스캔 각도와 천저를 형성하도록 베이스의 중간으로부터 연장하는 라인 간의 최대 각도에 대응하는 EOS(end of scan) 사이에서 변동된다.

의 각도의 이미지 회전의 최대 량은 EOS에서 검출기 어레이의 스캔 각도와 동일하다.

의 최대 각도는 56도보다 더 클 수 있다.

우측 어레이는

의 최대 각도와 동일한 양만큼 기울어지고, 좌측 어레이는

의 최대 각도와 동일한 양만큼 반대 방향으로 기울어진다.

의 최대 각도는 플랫폼의 이동의 방향에 수직인 방향으로 검출기 어레이의 최대 스캔 각도에 대응한다.

검출기 어레이는 객체의 좌측 스캔 및 객체의 우측 스캔을 제공하도록 구성되고, 좌측 스캔과 우측 스캔 간의 분할 라인은 이등변 삼각형의 베이스의 중간으로부터 교차 정점으로 연장하는 라인에 의해 형성된다. 좌측 어레이는 우측 스캔 동안 이미지(imagery)를 수집하도록 구성되고, 우측 어레이는 좌측 스캔 동안 이미지를 수집하도록 구성된다.

본 발명의 다른 실시예는 교차 트랙 방향에서 스캐닝하고 진행 트랙 방향에서 플랫폼 상에서 순방향으로 이동하는 라인 스캐너를 포함한다. 라인 스캐너는 좌측 어레이를 형성하는 복수의 검출기들 및 우측 어레이를 형성하는 복수의 검출기들을 포함하고, 좌측 어레이 및 우측 어레이는 진행 트랙 방향으로 형성되는 라인으로부터 반대로 기울어지고, 좌측 어레이는, 라인 스캐너가 진행 트랙 방향으로 형성된 라인의 우측 상의 표면을 스캐닝할 때 객체의 표면으로부터 장면 빛을 검출하도록 구성되고, 우측 어레이는, 라인 스캐너가 진행 트랙 방향으로 형성된 라인의 좌측 상의 표면을 스캐닝할 때 객체의 표면으로부터 장면 빛을 검출하도록 구성된다.

좌측 및 우측 어레이들은 각각의 어레이에서 선형으로 배열되는 2개 초과의 검출기들을 각각 포함하고, 각자의 각각의 어레이의 검출기들은 장면 빛을 동시에 검출하도록 구성된다.

좌측 및 우측 어레이들은, 라인 스캐너가 천저와 EOS(end of scan) 사이에서 스캔할 때, 장면 빛을 동시에 검출하고 신호 샘플들을 출력하도록 구성되고, 출력 신호 샘플들은 진행 스캔 방향에서 그리고 교차 트랙 방향에서 어그리게이팅된다.

출력 신호 샘플들은 진행 트랙 방향에서 먼저 어그리게이팅되고, 교차 트랙 방향에서 두 번째로 어그리게이팅되고, 제 1 및 제 2 어그리게이션은 하나의 스캔 라인을 형성한다.

본 발명의 또 다른 실시예는 지구의 표면을 스캐닝하는 방법이며, 여기서 다수의 검출기들이 표면을 동시에 샘플링하기 위해 항공용 또는 우주용 플랫폼으로 선형으로 정렬된다. 방법은 검출기들의 제 1 절반이 진행 트랙 방향으로 형성되는 라인으로부터 좌측 방향에서 멀어지게 기울어지도록, 그리고 검출기들의 제 2 절반이 진행 트랙 방향으로 형성되는 라인으로부터 우측 방향에서 멀어지게 기울어지도록 다수의 검출기들을 재구성하는 단계;

라인 스캐너가 라인의 우측 상에서 스캐닝할 때, 표면으로부터 빛을 샘플링하도록 검출기들의 제 1 절반을 이용하는 단계, 및

라인 스캐너가 라인의 좌측 상에서 스캐닝할 때, 표면으로부터 빛을 샘플링하도록 검출기들의 제 2 절반을 이용하는 단계를 포함한다.

방법은 벌-날개 지오메트리(bees-wing geometry)를 형성함으로써 다수의 검출기들을 재구성하고 벌-날개 지오메트리는

의 2개의 동일한 베이스 각도들을 갖는 이등변 삼각형의 2개의 동일한 측들로서 검출기들의 제 1 및 제 2 절반에 의해 형성된 이등변 삼각형으로서 정의되고,

는 검출기가 표면을 스캐닝할 때, 스캐너의 지오메트리에 의해 야기된 이미지 회전의 양으로서 정의된다.

이등변 삼각형은 진행 트랙 방향으로 형성된 라인 및 이등변 삼각형의 2개의 동일한 측들에 의해 교차되는 정점(apex)을 포함한다. 각도

는 진행 트랙 방향에 수직인 교차 트랙 방향에서 최대 스캔 각도에 의존하는 최대 각도를 포함한다.

위의 일반적인 설명 및 하기의 상세한 설명은 예시적이며 본 발명을 제한하지 않는다는 것이 이해된다.

도 1a는 이미징 시스템이 그라운드 트랙 방향을 따라 이동할 때 FOV(field of view)를 따라 이미지들을 수집하는 이미징 시스템의 라인 스캐너의 예이다.
도 1b는 플랫폼들이 진행-트랙 방향으로 이동하는 동안, 교차-트랙 방향으로 라인 스캐닝하고 직사각형으로 배열되는 2x6 검출기 어레이를 갖는 종래의 라인 스캐너 검출기 어레이 지오메트리의 예이다.
도 2는 일 실시예에 따라, 본 발명에 의해 구성될 수 있는 라인 스캐너 아키텍처의 예이다.
도 3은 스캐닝 각도가 도 2에서 도시된 이미징 시스템에 배치되는 스캔 미러를 이용함으로써 변경될 때 스캐너 지오메트리의 예이다.
도 4는 스캔 각도가 증가할 때 레인지 및 천정각이 어떻게 증가하는지를 보여주도록, 지구의 표면을 스캐닝할 때 라인 스캐너의 지오메트리의 예이다.
도 5는 종래의 스캐너들로부터 발생하는, 천저에서 정사각형이 풋프린트이고, EOS(end of scan)에서 대형 마름모가 풋프린트인 검출기 풋프린트들의 예이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따라 천저에서 그라운드 상에 프로젝팅되는, 도시되는 벌-날개 검출기 어레이 지오메트리를 도시한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라, EOS(end of scan)에서 그라운드 상에 프로젝팅된 것으로 도시되는 벌-날개 검출기 어레이 지오메트리이며, 여기서 좌측 상의 도면은 좌측 EOS에서의 풋프린트이고, 우측 상의 도면은 우측 EOS에서의 풋프린트이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 본 발명에 의해 제공되는 검출기 신호 프로세싱의 예를 도시하는 흐름도이다.
도 9a는 본 발명의 실시예에 따라, 어레이가 광학 축 상에서 집중될 때 순방향 움직임에 의해 야기되는 스큐를 보여주는, 벌-날개 어레이의 6개의 검출기 엘리먼트들의 그라운드 트랙들의 예이다 .
도 9b는 본 발명의 실시예에 따라, 광학축으로부터 어레이를 작은 양만큼 오프셋함으로써 보상되는 순방향 움직임을 갖는 벌-날개 어레이의 6개의 검출기 엘리먼트들의 그라운드 트랙들의 다른 예이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따라, 단일 검출기 엘리먼트에 대한 EOS에서의 풋프린트에 비교되고 진행 스캔(along scan) 및 교차 스캔 방향들에서 어그리게이팅되는, 천저에서의 풋프린트들의 예이다.
도 11a는 클록이 천저에 포지셔닝되고, 이미지가 아직 회전되지 않음으로써, 0의 이미지 회전 각도(

)를 가질 때 클록-안면의 초점면 상의 이미지를 도시한다.
도 11b는 클록이 EOS(end of scan)에 포지셔닝되고, 0보다 더큰

의 양만큼 이미지가 회전했을 때, 도 11a의 클록-안면의 초점면 상의 다른 이미지를 도시한다.
도 12는 도 11b에서 도시된

의 이미지 회전을 생성하도록 회전 각도만큼 그의 축을 따라 임의의 회전 축에 대하여 회전하는 1-미러 스캐너의 지오메트리를 도시한다.
도 13은 본 발명의 2개의 실시예들에 따라 비-스태거된 벌 날개 지오메트리 및 스태거된 벌 날개 지오메트리를 도시한다.

본 발명은 도 2에서 예시된 시스템에 배치되면서 도 1a에서 예시된 수집 지오메트리를 이용한다. 이에 따라, 본 발명의 이미징 시스템은 스캔 라인(13)을 따라 텔레스코프의 광학 축(33)을 이동하고 연장된 객체의 표면, 예를 들어, 지구의 표면을 선형으로 스캔하는 스캔 미러(31)를 통합하는 라인 스캐너(21)를 포함한다. 라인 스캐너(21)는 도 1a에서 도시된 스캔 라인들(13)을 제공하는 그라운드 트랙 방향을 따라 이동하는 항공용 플랫폼 또는 우주용 플랫폼으로 배치될 수 있다.

그러나 본 발명은 종래의 시스템들의 단점들을 갖지 않고 검출기 어레이 지오메트리 및 신호 프로세싱의 결합을 이용하여 상술된 어려움들을 극복한다. 설명될 바와 같이, 검출기 어레이 지오메트리는 엘리먼트들이 EOS(end of scan)에서 스캔 방향을 따라 정렬되도록 천저에서 회전되는 직사각형 엘리먼트들을 이용한다. 엘리먼트 크기들은, (예를 들어) 지구의 표면 상에서 EOS에서 형성되는 풋프린트가 대략적으로 정사각형이 되도록 선택된다. 검출기 엘리먼트들은, 모든 더 작은 스캔 각도들에서 등가의 풋프린트 크기들(예를 들어, 정사각형)을 생성하기 위해, 설명될 바와 같이 나중에 어그리게이팅되는 풋프린트들을 형성한다.

풋프린트 어그리게이션들 및 단일 축 스캐너 지오메트리들을 갖는 어레이의 결합은, 지구의 표면에서 LOS(line of sight) 천정각 및 지구의 표면에 대한 레인지 둘 다에 대해, 둘 다의 변화가 스캔 각도에 있어서 크게 변할지라도, 상당히 둔감하다. 이는 도 4를 검토함으로써 가시화될 수 있다. 설명될 바와 같이, 본 발명은 LEO(low Earth orbit) 및 항공기용 이미징의 지속적인 문제에 대한 세련된 해법을 제공한다.

도 5에 관하여 앞서 설명된 바와 같이, 종래의 시스템들의 스캐너 지오메트리는 검출기 어레이 상의 이미지가 회전하게 한다. 도 3에서 도시된 스캐너의 경우에, 이미지는 스캐너 샤프트 회전 각도와 동일한 각도만큼 회전한다. 이미지 회전을 불리하게 두지 않고, 본 발명은 거의 일정한 풋프린트를 획득하기 위해 이러한 회전을 이용한다.

검출기 어레이 지오메트리는 3개의 목적들을 달성하기 위해 스캐너 이미지 회전을 이용한다. 첫째로, EOS(end of scan)에서의 검출기 풋프린트들은 정사각형이며, 측(side)들은 진행-스캔 방향 및 교차-스캔 방향에 대해 정렬된다. 둘째로, 어레이로부터 샘플들을 어그리게이팅함으로써 획득된 유효 풋프린트는 모든 스캔 각도들에 대해 대략 동일한 크기이다. 셋째로, 유효 풋프린트 및 그라운드 트랙 둘 다는 천저를 중심으로 대칭적이다.

종래의 스캐너들에서, 비에클 이동의 진행 트랙 방향을 따라 선형인 검출기 어레이(예를 들어, 도 1b에서 도시된 바와 같이 형태면에서 직사각형)는 본 발명에 의해 재구성된다. 직사각형 엘리먼트들, 또는 본 발명의 검출기들(63)은 도 6a에서 도시된 바와 같이 벌-날개 구성으로 배열된다. 어레이의 각각의 절반(좌측 어레이(61) 및 우측 어레이(62)로서 여기서 또한 지칭됨)은

로서 여기서 정의되는 최대 이미지 회전 각도(즉, 스캔의 단부(end of scan)에서 이미지 회전 각도)와 동일한 양만큼 기울어진다.

도 3에서 예시화된 라인 스캐너에서, 스캐너 샤프트(32)는 텔레스코프의 광학 축(33)과 평행하다. 이에 따라,

의 최대 이미지 회전 각도는 교차 트랙 방향에서 라인 스캐너의 EOS(end of scan)에서 형성된 스캔 각도(

)와 동일하며; 그것은 또한 EOS에서 미러 샤프트(

)의 회전 각도와 동일하다. 예로서, 라인 스캐너의 최대 스캔 각도는 56도일 수 있지만, 어레이 엘리먼트들의 크기 및 수에 대해 이루어지는 적절한 조정들과 함께 이용될 때, 다른 각도 제한들이 본 발명에 의해 고려된다.

또한, 본 발명은 도 3에서 도시된 것 이외의 다른 스캐닝 아키텍처들에 적용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 이들 다른 스캐너 아키텍처들은 EOS에서 라인 스캐너의 스캔 각도(

)와 동일하지 않은 양만큼 이미지를 회전시킬 수 있다. 하나의 이러한 스캐닝 아키텍처는 도 12에서 도시된다. 도시된 바와 같이, 스캔 미러(31)는 미러의 샤프트에 관한 회전 축(120) 및 광학 축(33)을 포함한다. 이러한 구성에서, 텔레스코프 광학 축(33)은 회전 축(120)과 평행하지 않고, 미러링된 표면과 미러 회전 샤프트 간의 각도는 45도가 아니다. 도 12의 예에서, 검출기 어레이의 각각의 절반은 EOS에서 형성된

의 최대 이미지 회전과 동일한 양만큼 그리고 그에 대해 반대 방향으로 기울어질 수 있다. 도 12의 예에서,

는

의 미러 회전 각도와 동일하지 않다. 이는 추가로 도 11a 및 도 11b에 관하여 설명된다.

도 6a를 참조하면, 어레이는 광학 축 상에 집중되는 것이 아니라, 작은 양 만큼 도시된 바와 같이 오프셋될 수 있다. 예를 들어, 오프셋은 64로서 지정된 진행 트랙 벡터로부터 떨어져 있고 교차 트랙 방향에서 115 마이크로-라디언들일 수 있다. 이 오프셋은 이미지 회전이 플랫폼의 순방향 움직임을 보상하게 하고, 그에 따라 천저에 관하여 대칭적인 스캔 패턴을 생성한다.

도 6a에서 도시된 벌-날개 구성에 의해 형성된 지오메트리는 도 6b에서 도시된 이등변 삼각형에 의해 또한 설명될 수 있다. 이등변 삼각형은 베이스 라인으로부터 연장하는 2개의 동일한 측들에 의해 형성된다. 이 측들은 좌측 및 우측 어레이들(61, 62)로 구성된다.

의 최대 이미지 회전 각도로서 여기서 지칭되는 틸트(tilt) 각도는 삼각형의 각각의 측과 베이스 라인 간에 형성된다. 삼각형의 양자의 측들은 라인 64에 의해 만나게 되는 정점에서 교차하고, 라인(64)은 도 6a에서 도시된 진행 트랙 방향을 나타낸다. 도 6a에서 도시된 벌-날개 지오메트리는 천저에서 그라운드 상에 프로젝팅되는 어레이 지오메트리라는 것이 이해될 것이다.

검출기들(63)의 엘리먼트 크기들은, EOS에서 엘리먼트 풋프린트들이 도 7에서 도시된 바와 같이 원하는 풋프린트 크기와 동일하게 되도록 선택될 수 있으며, 여기서 각각의 원하는 풋프린트는 71로서 지정된다. 도면은 좌측 EOS(72) 및 우측 EOS(73)에 대한 벌-날개 검출기 어레이 풋프린트를 별개로 도시한다. 도면은 이미지 회전의 결합된 효과들, 증가하는 레인지 및 833km 고도에서 비행중인 이미저에 대한 지구 곡률을 예시한다. 어레이의 각각의 측 상의 도시된 6개의 검출기 엘리먼트들은 6개의 정사각형 풋프린트들(71)을 제공하고, 그의 측들은 진행-스캔 및 교차-스캔 방향을 따라 정렬된다.

그러나 어레이의 단지 하나의 절반(예를 들어, 좌측 어레이 또는 우측 어레이)만이 임의의 한 시간에 정렬되는 반면에, 어레이의 다른 절반의 지오메트리(예를 들어, 각각 우측 어레이 또는 좌측 어레이)는 상당히 왜곡된다는 것이 인지될 것이다. 따라서, 데이터는 한 번에 어레이의 한 측으로부터만 수집된다. 어레이의 좌측 절반은 스캔의 우측 절반 동안 이미지를 수집하는데 이용되고, 어레이의 우측 절반은 스캔의 좌측 절반 동안 이용된다. 이러한 방식으로, 본 발명은, 어레이의 한 측으로부터 다른 측으로 스위칭할 때, 천저에서 틈새없는 커버리지(gapless coverage)를 보장한다.

본 발명이 신호 데이터를 프로세싱하는 방식은 도 8을 참조하여 이제 설명될 것이다. 기능적 흐름도에서 도시된 바와 같이, 검출기 신호 프로세싱은 일반적으로 80으로서 지정된다. 단계(81)에서 미러 포지션을 트래킹하고, 단계(82)에서 항공기 또는 우주선 롤 각도(roll angle)를 고려하고, 단계(83)에서 미리 결정된 양 만큼 미러 각도를 증분시킴으로써, 프로세서는, 검출기 엘리먼트들이 객체(예를 들어, 지구)의 표면으로부터 수신된 빛을 샘플링할 때 그들의 가시선을 계속 추적할 수 있다. 어레이의 한 측의 모든 검출기들 또는 엘리먼트들은 그라운드 빛들을 동시에 샘플링한다. 따라서, 어레이의 좌측 상의 6개의 검출기들을 통해, 예를 들어, 시스템은 하나의 시간 인스턴트에서 좌측 어레이의 6개의 검출기들에 대한 6개의 동시성 샘플들을 수신한다.

어레이의 주어진 검출기로부터의 미가공 샘플들은 단계(84)에 의해 진행-스캔 방향에서 먼저 어그리게이팅된다. 어그리게이팅된 수는 천저로부터 스캔 각도의 함수이다. 각각의 어그리게이션 팩터에 대한 각도 레인지는, 어그리게이션이 모든 스캔 각도들에 대해 유사한 시스템 MTF들을 생성하도록 선택될 수 있다. 본 발명에 의해 수행되는 진행-스캔 어그리게이션은 이에 따라 3개의 목적들에 알맞다.

1. 그것은 결과적인 샘플들의 SNR을 증가시킨다.

2. 그것은 결과적인 샘플들의 MTF들을 규칙화하여서, 어그리게이션 프로세스에 이어지는 재샘플링 알고리즘의 복잡도를 감소시킨다.

3. 그것은 프로세서에 의해 다루어져야 하는 데이터의 양을 감소시킨다.

도 8에서 도시된 프로세스를 지속하면, 진행 스캔 어그리게이션 단계(84)는 진행-스캔 재샘플링 단계(85)가 이어진다. 이 단계는 동일한 진행-스캔 그리드 상의 각각의 검출기 엘리먼트로부터 재샘플링된 값들을 배치한다. 달리 언급하면, 재샘플링은 미가공 데이터의 샘플링 시에 1-차원 그리드(제 1 그리드)를 재샘플링 프로세스 시에 다른 1-차원 그리드(제 2 그리드)로 변경한다. 명목상, 제 2 그리드는 천저에서 시작하고, 그라운드 상에서 균등한 간격을 갖는 반면에, 제 1 그리드는 스캔 각도들에서 균등하게 이격되지만, 그라운드 상에서 균등하지 않게 이격된다. 임의의 기원(origin) 및 간격은 사용자에 의해 특정될 수 있다. 이 단계는 스캔라인에 걸쳐 균일한 GSD를 생성한다.

본 발명은 그 후 단계(86)에 진입하고 동일한 진행-스캔 위치를 갖는 상이한 검출기 엘리먼트들로부터 재샘플링된 값들을 어그리게이팅한다. 단계(85)에서 재샘플링함으로써, 단계(86)에서 교차-스캔 어그리게이션 이전에, 본 발명은 어그리게이팅할 때 진행-스캔 공간 해상도 불이익을 초래하지 않는다. 진행 스캔 재샘플링 단계(85)는 메모리(88)에 저장된 LUT(look up table)에 액세스한다.

단계(86)의 교차-스캔 어그리게이션은 2개의 목적들에 알맞다:

1. 그것은 단일 엘리먼트의 것으로부터 최종 원하는 값으로 각각의 결과적인 픽셀의 풋프린트를 증가시킨다.

2. 그것은 픽셀들의 SNR을 개선한다.

이 지점에서 교차-스캔 프로세싱은, 단계(87)의 재샘플링 대신 단계(86)의 어그리게이션이라는 것이 인지될 것이며, 이 재샘플링은 어그리게이션 이후 수행된다. 교차 스캔 어그리게이션은 추후에 수행될 임의의 교정을 단순화한다. 픽셀들은 통상적으로 어그리게이팅된 공간 및 ICT 데이터로부터 유도된 계수들을 이용하여 교정된다. 재샘플링이 어그리게이팅 대신 이 지점에서 수행된 경우, 교정 알고리즘은 교정에서 이용되는 재샘플링 계수들의 통합을 요구할 것이다. 이는 일정한 재샘플링 커널이 이용된 경우 복잡하지 않을 것이지만, 가변 커널이 필요한 경우 교정에 상당한 복잡도를 부가할 것이다.

스캔 미러 및 FPA 지오메트리는 픽셀들의 교차-스캔 위치들이 아래에서 설명된 바와 같이 스캔 각도에 따라 변하게 한다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 단계(87)에서 수행된 최종 교차-스캔 재샘플링은 데카르트 그리드(Cartesian grid) 상의 이미지를 획득하기 위해 요구된다.

도 6a에서 도시된 좌측 및 우측 어레이들에서 이용된 12개의 엘리먼트들 또는 12개의 검출기들의 단일 스캔 라인에 대한 그라운드 트랙들은 833km 고도의 플랫폼에 대해 도 9a 및 도 9b에서 플로팅된다. 각각의 도면의 양 축들 상의 단위들은 km이지만, 2개의 축들 상의 스케일들은 매우 상이하다. 도 9a는 스캔 동안 센서의 순방향 움직임으로 인해 그라운드 트랙들이 스큐되는 벌-날개 어레이의 12개의 검출기들의 그라운드 트랙들을 도시한다. 도 9b는 다른 한편으로, 순방향 움직임 보상으로 인해 그라운드 트랙들이 스큐되지 않는 동일한 벌-날개 어레이의 12개의 검출기들의 그라운드 트랙들을 도시한다. 순방향 움직임 보상은 예를 들어, 도 6a에서 도시된 바와 같이 115 마이크로-라디안들 만큼 광학 축으로부터 어레이를 오프셋함으로써 본 발명에 의해 제공된다는 것이 인지될 것이다.

스캔 미러 이미지 회전은, 도 9a 및 도 9b에서 도시된 바와 같이 어레이 내에서의 엘리먼트의 교차-스캔 포지션에 의존하여, EOS 풋프린트들이 약 0.5 내지 1.2km 만큼 천저 풋프린트들에 뒤처지게 한다. 천저에서 방향의 급작스런 변화는, 이미저가 좌측 어레이 측으로부터 우측 어레이 측으로 또는 그 반대로 스위칭할 때 발생한다. 엘리먼트들은 모두 도 7을 검토하여 예상되는 바와 같이 EOS에서 수렴한다. 이는 EOS에서 교차-라인 공간 해상도의 손실을 초래함 없이 본 발명이 교차-스캔 어그리게이션을 수행하도록 허용한다. 어그리게이팅된 엘리먼트들의 유효 풋프린트는 EOS에서 결정하기 쉽다. 모든 6개의 엘리먼트들의 중심들은 동일한 교차-스캔 위치를 갖고, 진행-스캔 재샘플링은 이들에 동일한 진행-스캔 위치를 부여한다. 따라서, 유효 풋프린트는 개별 엘리먼트의 풋프린트와 동일하다. 이는 도 10에서 1.1km 정사각형으로서 도시된다. 천저에서 엘리먼트 풋프린트들의 회전 및 교차-스캔 분리는 유효 풋프린트의 정의에 일부 모호함을 도입한다. 임의의 방법에 의해 획득된 정확한 값이 상당히 중요하다는 것이 자명하지는 않은데, 그 이유는 공간적 해상도 또는 GSD 어느 것도 풋프린트 정의에 의존하지 않고, 이들은 풋프린트가 아니라 데이터 품질을 결정하는 공간적 분량들이기 때문이다. 그럼에도, 도 10에서 EOS의 단일 검출기 풋프린트와 천저에서 어그리게이팅되는 개별 엘리먼트 풋프린트의 비교가 도시된다. 따라서, 도시된 바와 같이, 천저 및 EOS에서 유효 또는 어그리게이팅된 풋프린트들은 등가이다. 천저 유효 풋프린트들 및 EOS의 유효 풋프린트들은 매우 유사하여서, 유효 풋프린트는 이들 극단치들 간에서 많이 변동되지 않게 된다.

이제 도 11a 및 도 11b로 넘어가서, 각각 110 및 111로서 지정된 클록의 안면(face)의 2개의 이미지들이 도시된다. 클록-안면의 이미지(110)는, 클록이 천저 에 포지셔닝될 때 초점면 상에서 형성된다. 클록-안면의 이미지(111)는 클록이 EOS에 포지셔닝될 때 초점면 상에서 형성된다. 초점면 상의 이미지는 각도(

)를 통해 회전하며, 이는 도 3의 스캐너 지오메트리에 대해, 도 4의 교차 트랙 스캔 각도

와 동일하다. 클록-안면의 이미지는, 미러의 샤프트의 회전이 광학축을 큰 스캔 각도들로 포인팅할 때 증가하는 레인지 및 천정각에 의해 왜곡된다.

의 최대 이미지 회전 각도는 도 11b에서 도시된 벌-날개 구성에서 틸트 각도, 즉

의 각도를 형성한다는 것이 이해될 것이다.

도 3에서 도시된 예시적인 스캔 구성에서, 초점면 상의 이미지는 교차 트랙 스캔 각도

와 동일한 각도를 통해 회전하고, 그에 따라

는 EOS에서 검출기 어레이의 교차 트랙 스캔 각도

와 동일하다. 그러나 틸트 각도를 결정하는데 있어 중요한 파라미터는 EOS의 교차 트랙 스캔 각도가 아니라, 라인 스캐너에 의해 야기된 이미지 회전의 양이다. 이 양은 스캐너 지오메트리에 의존하여 교차 트랙 스캔 각도와 동일할 수 있거나 동일하지 않을 수 있다.

다음으로 도 12로 넘어가서, 일반적으로 120으로서 지정된 그의 미러 회전 축 상에서 스캔 미러(31)가 회전할 때 그의 다른 예시적인 지오메트리가 도시된다. 미러

의 스캔 각도(아래에서

로서 표시됨)와 이미지 회전 각도(

) 간의 관계는 하기의 표현에 의해 주어진다:

여기서

이고

는 미러 표면과 스캔 미러 회전 축 간의 각도이고

ξ는 텔레스코프 광학 축과 스캔 미러 회전 축 간의 각도이다.

본 발명에 의해 이용되는 각도들의 정의에서, 다음은 간략한 요약을 제공한다:

는 미러 샤프트 회전 각도이고

θ는 교차 트랙 평면에서 광학 축 회전 각도이고

는 초점면 상에서 이미지 회전 각도이다.

이미지가

만큼 회전할 때, 그라운드 상에서 검출기 영역의 프로젝션은

만큼 회전한다.

도 3에서 도시된 스캐너에 대해,

이다.

다음으로 도 13을 참조하면, 2개의 상이한 벌-날개 구성들, 즉 비-스태거된 벌-날개 구성(131) 및 스태거된 벌-날개 구성(132)이 도시된다. 비-스태거된 벌-날개 구성(131)은 도 6a에서 도시된 구성과 유사하다. 스태거된 벌-날개 구성(132)의 검출기들은 비-스태거된 구성의 검출기들과 동일한 각도로 기울어진다. 따라서, 각각의 검출기는 도시된 바와 같이 교차-트랙 방향(133)에 관하여

의 각도를 형성하도록 진행-트랙 방향(134)으로부터 반대로 기울어진다.

어레이에서 검출기들의 스태거링은, 텔레스코프의 FOV(field of view)를 증가시키거나 교차-트랙 성능을 저하시킴 없이, 어레이의 치수 및 진행-트랙 공간적 응답이 증가되도록 허용한다. 사실상, 텔레스코프 FOV는 스태거링된 지오메트리에 대해 더 작을 수 있다. 도면은 검출기 어레이들을 에워싸는 원들로서 FOV를 도시한다. 엘리먼트들의 동일한 번호 및 크기에 있어서, 진행-트랙 방향에서 증가된 범위를 또한 갖는 보다 간결한 어레이가 달성된다. 교차-트랙 성능은 엘리먼트 크기 및 회전 각도에만 의존하며, 이들 둘 다는 변경되지 않는다. 따라서, 교차-트랙 성능은 어레이 엘리먼트들을 스태거링함으로써 변경되지 않는다.

본 발명은 다수의 애플리케이션들, 예를 들어, 다음을 포함한다:

1. 우주용 원격 감지 시스템들

2. 항공용 원격 감지 시스템들, 및

3 이동 컨베이어 벨트 상에서 아이템들을 보기 위해 라인 스캐너를 이용하는 산업 검사 시스템들.

본 발명이 특정한 실시예들을 참조하여 여기서 예시되고 설명되었지만, 본 발명은 도시된 세부사항들로 제한되도록 의도되지 않는다. 오히려, 다양한 변형들은 본 발명으로부터 벗어남 없이 그리고 청구항들의 등가의 스코프 및 범위 내에서 세부사항들에서 이루어질 수 있다.

Claims (20)

1. 객체를 스캐닝하기 위한 스캐너의 검출기 어레이로서,
   복수의 검출기들
   을 포함하고,
   상기 검출기들 중 절반은 좌측 어레이로서 선형으로 배열되고, 상기 검출기들의 다른 절반은 우측 어레이로서 선형으로 배열되고,
   상기 좌측 및 우측 어레이들은 교차 정점(intersecting apex) 및

   

   의 2개의 동일한 베이스 각도들을 갖는 이등변 삼각형을 형성하도록 기하학적으로 배열되고,
   상기

   

   의 각도는 상기 검출기 어레이가 객체를 스캐닝할 때 상기 스캐너의 지오메트리에 의해 야기되는 이미지 회전의 최대량으로서 정의되는,
   객체를 스캐닝하기 위한 스캐너의 검출기 어레이.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 검출기들은 항공기용(air-borne)에 또는 우주용 플랫폼(space-borne platform)에 배치되고,
   상기 플랫폼은 진행 트랙 방향(along track direction)으로 이동하도록 구성되고, 상기 검출기 어레이의 스캔 각도는 상기 진행 트랙 방향에 수직인 교차 트랙 방향에서 스캔하는 스캔 라인에 형성되는,
   객체를 스캐닝하기 위한 스캐너의 검출기 어레이.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 검출기 어레이의 스캔 각도는 상기 교차 트랙 방향에서 정의된 EOS(end of scan) 각도를 포함하고,
   

   

   의 이미지 회전의 최대량은 상기 EOS 각도와 동일한,
   객체를 스캐닝하기 위한 스캐너의 검출기 어레이.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 검출기 어레이의 스캔 각도는 상기 객체의 표면으로부터 광을 수신하는 스캔 미러에 의해 변동되는,
   객체를 스캐닝하기 위한 스캐너의 검출기 어레이.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 좌측 어레이의 복수의 검출기들 각각은 상기 객체의 장면 빛(scene radiance)에 비례하는 전기 신호를 동시에 생성하도록 구성되고,
   상기 우측 어레이의 복수의 검출기들 각각은 상기 객체의 장면 빛에 비례하는 다른 전기 신호를 동시에 생성하도록 구성되는,
   객체를 스캐닝하기 위한 스캐너의 검출기 어레이.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 좌측 어레이는 적어도 2개의 선형으로 배열되는 검출기들을 포함하고,
   상기 우측 어레이는 적어도 2개의 선형으로 배열되는 검출기들을 포함하는,
   객체를 스캐닝하기 위한 스캐너의 검출기 어레이.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 스캐너는 샤프트를 중심으로 회전하는 미러 및 상기 미러와 교차하는 텔레스코프 광학 축(telescopic optical axis)을 포함하고,
   상기 미러의 샤프트는 상기 텔레스코프 광학 축에 평행하게 되도록 구성되고,
   상기 검출기 어레이의 스캔 각도는 (a) 상기 정점과 교차하고 상기 이등변 삼각형의 베이스의 중간으로부터 연장하는 라인에 대응하는 천저(nadir) 및 (b) 상기 객체 상에 프로젝팅되는 최대 스캔 각도와 상기 천저를 형성하도록 상기 베이스의 중간으로부터 연장하는 라인 간의 최대 각도에 대응하는 EOS(end of scan) 사이에서 변동되고,
   상기

   

   의 각도의 이미지 회전의 최대 량은 상기 EOS에서 상기 검출기 어레이의 스캔 각도와 동일한,
   객체를 스캐닝하기 위한 스캐너의 검출기 어레이.
8. 제 7 항에 있어서,
   

   

   의 최대 각도는 56도보다 더 큰,
   객체를 스캐닝하기 위한 스캐너의 검출기 어레이.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 우측 어레이는

   

   의 최대 각도와 동일한 양만큼 기울어지고,
   상기 좌측 어레이는

   

   의 최대 각도와 동일한 양만큼 반대 방향으로 기울어지고,
   상기 스캐너는 플랫폼에 배치되고,
   상기

   

   의 최대 각도는 상기 플랫폼의 이동의 방향에 수직인 방향으로 상기 검출기 어레이의 최대 스캔 각도에 대응하는,
   객체를 스캐닝하기 위한 스캐너의 검출기 어레이.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 검출기 어레이는 상기 객체의 좌측 스캔 및 상기 객체의 우측 스캔을 제공하도록 구성되고, 상기 좌측 스캔과 상기 우측 스캔 간의 분할 라인은 상기 이등변 삼각형의 베이스의 중간으로부터 상기 교차 정점으로 연장하는 라인에 의해 형성되고,
    상기 좌측 어레이는 상기 우측 스캔 동안 이미지(imagery)를 수집하도록 구성되고,
    상기 우측 어레이는 상기 좌측 스캔 동안 이미지를 수집하도록 구성되는,
    객체를 스캐닝하기 위한 스캐너의 검출기 어레이.
11. 교차 트랙 방향에서 스캐닝하고 진행 트랙 방향에서 플랫폼 상에서 순방향으로 이동하는 라인 스캐너로서,
    좌측 어레이를 형성하는 복수의 검출기들 및 우측 어레이를 형성하는 복수의 검출기들
    을 포함하고,
    상기 좌측 어레이 및 상기 우측 어레이는 상기 진행 트랙 방향으로 형성되는 라인으로부터 반대로 기울어지고,
    상기 좌측 어레이는, 상기 라인 스캐너가 상기 진행 트랙 방향으로 형성된 라인의 우측 상의 표면을 스캐닝할 때 객체의 표면으로부터 장면 빛을 검출하도록 구성되고,
    상기 우측 어레이는, 상기 라인 스캐너가 상기 진행 트랙 방향으로 형성된 라인의 좌측 상의 표면을 스캐닝할 때 상기 객체의 표면으로부터 장면 빛을 검출하도록 구성되는,
    교차 트랙 방향에서 스캐닝하고 진행 트랙 방향에서 플랫폼 상에서 순방향으로 이동하는 라인 스캐너.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 좌측 및 우측 어레이들은 각각의 어레이에서 선형으로 배열되는 2개 초과의 검출기들을 각각 포함하고,
    각자의 각각의 어레이의 검출기들은 상기 장면 빛을 동시에 검출하도록 구성되는,
    교차 트랙 방향에서 스캐닝하고 진행 트랙 방향에서 플랫폼 상에서 순방향으로 이동하는 라인 스캐너.
13. 제 11 항에 있어서,
    상기 객체의 표면은 지구의 표면인,
    교차 트랙 방향에서 스캐닝하고 진행 트랙 방향에서 플랫폼 상에서 순방향으로 이동하는 라인 스캐너.
14. 제 11 항에 있어서,
    상기 좌측 및 우측 어레이들은, 상기 라인 스캐너가 천저와 EOS(end of scan) 사이에서 스캔할 때, 장면 빛을 동시에 검출하고 신호 샘플들을 출력하도록 구성되고,
    상기 출력 신호 샘플들은 상기 진행 스캔 방향에서 그리고 상기 교차 트랙 방향에서 어그리게이팅되는,
    교차 트랙 방향에서 스캐닝하고 진행 트랙 방향에서 플랫폼 상에서 순방향으로 이동하는 라인 스캐너.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 출력 신호 샘플들은 상기 진행 트랙 방향에서 첫 번째로 어그리게이팅되고, 상기 교차 트랙 방향에서 두 번째로 어그리게이팅되고,
    제 1 및 제 2 어그리게이션은 하나의 스캔 라인을 형성하는,
    교차 트랙 방향에서 스캐닝하고 진행 트랙 방향에서 플랫폼 상에서 순방향으로 이동하는 라인 스캐너.
16. 제 11 항에 있어서,
    상기 샤프트의 축을 중심으로 상기 미러를 회전하기 위해 상기 샤프트에 커플링되는 미러를 포함하고,
    상기 좌측 어레이 및 상기 우측 어레이는, 상기 샤프트를 중심으로 상기 미러의 최대 회전 각도에 기초하여 각도량만큼 상기 진행 트랙 방향으로 형성된 라인으로부터 반대로 기울어지는,
    교차 트랙 방향에서 스캐닝하고 진행 트랙 방향에서 플랫폼 상에서 순방향으로 이동하는 라인 스캐너.
17. 지구의 표면을 스캐닝하는 방법으로서,
    다수의 검출기들이 상기 표면을 동시에 샘플링하기 위해 항공용 또는 우주용 플랫폼에서 선형으로 정렬되고,
    상기 방법은,
    상기 검출기들의 제 1 절반이 진행 트랙 방향으로 형성되는 라인으로부터 좌측 방향에서 멀어지게 기울어지도록, 그리고 상기 검출기들의 제 2 절반이 진행 트랙 방향으로 형성되는 라인으로부터 우측 방향에서 멀어지게 기울어지도록, 상기 다수의 검출기들을 재구성하는 단계;
    상기 라인 스캐너가 상기 라인의 우측 상에서 스캐닝할 때, 상기 표면으로부터 빛을 샘플링하도록 상기 검출기들의 제 1 절반을 이용하는 단계, 및
    상기 라인 스캐너가 상기 라인의 좌측 상에서 스캐닝할 때, 상기 표면으로부터 빛을 샘플링하도록 상기 검출기들의 제 2 절반을 이용하는 단계
    를 포함하는,
    지구의 표면을 스캐닝하는 방법.
18. 제 17 항에 있어서,
    상기 다수의 검출기들을 재구성하는 단계는,
    벌-날개 지오메트리(bees-wing geometry)를 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 벌-날개 지오메트리는

    

    의 2개의 동일한 베이스 각도들을 갖는 이등변 삼각형의 2개의 동일한 측들로서 상기 검출기들의 제 1 및 제 2 절반에 의해 형성된 이등변 삼각형으로서 정의되고,
    

    

    는 상기 검출기들이 상기 표면을 스캐닝할 때, 상기 스캐너의 지오메트리에 의해 야기된 이미지 회전의 양으로서 정의되는,
    지구의 표면을 스캐닝하는 방법.
19. 제 18 항에 있어서,
    상기 이등변 삼각형은 상기 진행 트랙 방향으로 형성된 라인 및 상기 이등변 삼각형의 2개의 동일한 측들에 의해 교차되는 정점(apex)을 포함하는,
    지구의 표면을 스캐닝하는 방법.
20. 제 19 항에 있어서,
    상기 각도

    

    는 상기 진행 트랙 방향에 수직인 교차 트랙 방향에서 최대 스캔 각도에 의존하는 최대 각도를 포함하는,
    지구의 표면을 스캐닝하는 방법.

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