航空摆扫相机转弯成像像移分析及补偿

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1、第24卷第3期光学精密工程VOl_24No．32016年3月OpticsandPrecisionEngineeringMar．2016文章编号：1004-924X(2016)03-0635—08航空摆扫相机转弯成像像移分析及补偿杨永明，李昕阳，匡海鹏，郑丽娜，王德江(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所航空光学成像与测量重点实验室，吉林长春130033)摘要：为保证航空摆扫相机转弯成像过程中的成像质量，对其像移计算及补偿方法进行了研究。根据航空摆扫相机的成像原理，利用几何建模及速度矢量分解建立了转弯成像像移计算模型，给出了基于均值补偿的转弯前向像移

2、补偿方法。转弯前向像移补偿分析表明：相机焦距为500mm，曝光时间为0．01S，速高比为0．02rad／s，纵向视场角为10。，转弯角速度为0．5(。)／s时，最大前向像移补偿残差量为2．22m；转弯角速度为1．5(。)／s时，最大前向像移补偿残差量为3．36gm。另外，转弯横向像移补偿分析表明：横向像移量随纵向视场角幅值的增加而增大，曝光时间为0．005S，横向视场角为30(。)，转弯角速度为1(。)／s时，横向像移量在纵向视场角为4．5。时达到3gm。转弯成像试飞实验结果表明：得到的图像像质优良，无几何形变，前向像移补偿良好，验证了本文提出的转弯

3、成像像移补偿方法的正确性。关键词：航空相机；转弯成像；摆扫成像；像移计算；像移补偿中图分类号：V245．6；TP247文献标识码：Adoi：10．3788／OPE．20162403．0635ImagemotionanalysisandcompensationforaerialscanningcameraduringturningflIlightYANGYong—ming，LIXin-yang，KUANGHai—peng，ZHENGLi-na，WANGDe-jiang(KeyLaboratoryofAirborneOpticallmagingandMe

4、asurement,ChangchunInstituteofOptics，FineMechanicsandPhysics，ChineseAcademyofSciences，Changchun130033，China)Correspondingauthor，E-mail：yongmingyang@sohu．conAbstract：Theimagemotioncalculationandcompensationforanaerialscanningcamerainturningimagingwasresearchedtoimproveitsimaging

5、quality．Thegeometricalmodelingandvelocityvectordecompositionwereutilizedtoestablishtheimagemotioncomputationmodelofturningimagingaccordingtotheimagingprincipleoftheaerialscanningcamera．Themeancompensationmethodforforwardturningimagingmotionwasproposedbasedontheestablishedmode1．

6、Theforwardimagemotioncompensationanalysisontheturningimagingindicatesthatthemaximumresidualofforwardimagemotioncompensationis2．22matthefocallengthofcamerain500mm，exposuretimein0．O1S，speedheightratioin0．02rad／s，thelongitudinalfieldofviewin10。，andtheangularvelocityinl(。)／sandthat

7、is3．36gmattheangularvelocityin1．5(。)／s．Moreover，thelatitudinalimagemotioncompensationanalysisontheturningimagingindicatesthatthelatitudinalimagemotionvalueincreasesasthemagnitudeoflongitudinalfieldofviewincreased，andthevaluereaches3gmwhiletheexposuretimeis0．005S，thelatitudinalf

8、ieldofviewis30。，theangularvelocityis1(。)／sandthelongit