基于r-c系统的长焦距航空相机实时相位检焦技术研究

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1、．．文．．‘．中．．．．’‘．．．１．■、．．＇．．密级：＇．，．－中图科学院乂学＠ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓｙ博±学位论文基于Ｒ－Ｃ系统的长焦距航空相机实时相位检焦技术研究詩窜＇‘．－■■ｒ。■１：＿－作者姓名：陈志超ＭＶ；指导教师：张涛研究贸中国科学院长春化学精密化械与物理研究所学位类别：工学巧±学科专业：光学工程培养单位：中国科学院长春光学精密化械与物

2、理研究所２０１６年５月独创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师指导下独立进行研究工作所取得的。成果据我所知，除了特别加标注巧致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或。撰写过的研究成果对本人的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中作了明确的说明。本声明的法律结果由本人承担。。乏、ｉｋ５．学位论文作者签名：巧＾烹音齡曰期：学位论文使用授权书本学位论文作者完全了解中国科学院大学及中国科学院长春光学精密机械与物理研究所有关保留、使用学位论文的规定，ｇｐ；中国科学院大学及中国科学院长春光学精密机械与物理研究所有权保留并向国家

3、有关部口或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权中国科学院大入学及中国科学院长春光学精密机械与物理研究所可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编本学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）弯学位论文作者签名心指导教师签名：日期；知化５日期；巧０＞密级:_博士学位论文基于R-C系统的长焦距航空相机实时相位检焦技术研究作者姓名：陈志超.指导教师：张涛研究员.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所.学位类别：工学博士.学科专业:光学工程.培养单位:中国科学院长春光学精

4、密机械与物理研究所.2016年05月ResearchonReal-TimePhaseDetectionAutoFocusTechniqueofLongFocusAirborneCamerabasedonR-COpticalSystemByChenZhichaoADissertationSubmittedtoGraduateUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofDoctorofEngineeringChangchunInstituteofOptics

5、,FineMechanicsandPhysicsChineseAcademyofSciencesMay,2016摘要基于R-C系统的长焦距航空相机实时相位检焦技术研究陈志超（光学工程）导师：张涛研究员摘要随着航空成像技术的不断发展和人们对高质量航空图像的需求，研制高地面分辨率的航空相机成为当前的迫切需求。但由于相机从地面到空中的环境变化，相机的温度、气压等会发生变化，相机的焦面会发生移动，成像质量会受到影响。长焦距航空相机由于光学系统的尺寸较大，因此受到的影响更严重。因此，采取合适的检焦技术保证相机的对焦准确，从而确保相机成像质量，是航空相机、尤其是长焦距航空相机研制的关键技术之

6、一。国内外航空相机主要采用的检焦方法有地面标定法、光电自准直检焦方法、图像检焦方法等。论文在详细分析各种检焦方法的优缺点的基础之上，以某型基于R-C系统的长焦距航空相机为研究对象，依据其结构特点和所处的外界环境，提出了一种基于R-C系统的长焦距航空相机的实时相位检焦技术，并对相关理论进行了深入研究。论文阐述了航空相机的结构以及原理，分析了相机离焦的原因及离焦对传递函数的影响。针对航空相机的环境特点，提出了“子孔径”的自准直检焦方法，解决了航空环境对自准直检焦光路的干扰的问题。对传统的基于光栅的光电自准直检焦方法进行了误差分析，说明其不适合航空相机的长时间成像。结合地面标定方法、自

7、准直检焦方法以及图像检焦方法的优点，论文提出了一种基于图像的实时相位检焦系统，解决了相机拍照过程中不能实时检焦的问题。详细介绍了该检焦方法的光学原理、结构组成、以及工作过程。I中国科学院大学博士学位论文：基于R-C光学系统的长焦距航空相机实时相位检焦技术研究论文说明了噪声的来源以及对图像质量的影响，分析了噪声对检焦的影响，讲述了航空图像的噪声滤波方法。通过对中值滤波算法的特性的分析，根据图像边缘点和噪声点的不同特性，提出了一种改进的中值滤波方法。通过实际图像的验证，该方法具有较好