專利名稱：一種地球靜止軌道衛(wèi)星平臺(tái)面陣凝視相機(jī)分辨率提升方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于航天衛(wèi)星平臺(tái)相機(jī)分辨率提升技術(shù)，針對(duì)地球靜止軌道衛(wèi)星平臺(tái)面陣凝視相機(jī)的應(yīng)用，用以提高相機(jī)系統(tǒng)地面分辨率，提升地面景物辨識(shí)度。
背景技術(shù)：
隨著二十一世紀(jì)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，基于高軌衛(wèi)星的對(duì)地觀測遙感信息平臺(tái)吸引了世界各國的關(guān)注。高分辨率對(duì)地觀測技術(shù)對(duì)氣象預(yù)報(bào)，自然災(zāi)害監(jiān)測，農(nóng)、林、海洋、礦產(chǎn)資源監(jiān)測，以及軍事國防應(yīng)用方面都有重要的戰(zhàn)略意義。航天相機(jī)所獲取的遙感圖像分辨率越高，包含的信息越豐富，更能為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、國防科技進(jìn)步提供決策基礎(chǔ)。航天相機(jī)地面分辨率由相機(jī)焦距、像元尺寸和軌道高度共同決定
權(quán)利要求
1.一種地球靜止軌道衛(wèi)星平臺(tái)面陣凝視相機(jī)分辨率提升方法，其特征在于，該方法包括如下步驟步驟一、相機(jī)控制器發(fā)送開啟指令，主成像傳感器上電待命，四個(gè)高速小面陣成像傳感器同時(shí)開始圖像采集；步驟二、相機(jī)計(jì)算處理單元緩存高速小面陣成像傳感器采集的前N幀圖像數(shù)據(jù)，并計(jì)算每幀圖像的清晰度，選擇清晰度最高的圖像作為參考圖像；步驟三、相機(jī)計(jì)算處理單元重新開始接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)，同時(shí)計(jì)算接收的圖像數(shù)據(jù)與參考圖像間的偏移量；步驟四、相機(jī)計(jì)算處理單元比較來自四個(gè)高速小面陣成像傳感器的圖像配準(zhǔn)計(jì)算數(shù)據(jù)，剔除錯(cuò)誤項(xiàng)，取剩余數(shù)據(jù)的均值作為像面偏移量；步驟五、相機(jī)計(jì)算處理單元分析M組偏移量數(shù)據(jù)中最大相對(duì)偏移量是否大于O. 5像元， 若大于O. 5像元，則執(zhí)行步驟六；若小于O. 5像元，則執(zhí)行步驟七；步驟六、選取偏移集中的位置發(fā)送指令通知主成像傳感器采集圖像首幀，然后根據(jù)高速小面陣成像傳感器返回的像面偏移實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，主成像傳感器在預(yù)定的彼此偏移O. 5像元的位置進(jìn)行第2、3、4幅圖像的采集，其坐標(biāo)分別為(XI，Yl)、(X2, Yl)、(X2, Y2)和(XI，Y2)， 其中 Χ2=Χ1+0. 5，Y2=Yl+0. 5 ；步驟七、相機(jī)控制器發(fā)送指令開啟像面微位移執(zhí)行機(jī)構(gòu)在垂直光學(xué)系統(tǒng)光軸平面做兩維補(bǔ)償移動(dòng)選取偏移集中的位置采集首幀圖像并記錄其坐標(biāo)(XI，Yl)后，像面微位移執(zhí)行機(jī)構(gòu)推動(dòng)像面分別移至(Χ2，Υ1)、(Χ2，Υ2)和(XI，Υ2)，然后根據(jù)高速小面陣成像傳感器返回的像面偏移實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)發(fā)送圖像采集指令，獲得4幀在兩維方向上彼此偏移O. 5像元的圖像；步驟八、相機(jī)計(jì)算處理單元緩存獲得的4幀亞像元偏移圖像，根據(jù)目標(biāo)特征尋找有效目標(biāo)所在區(qū)域，截取4幀圖像中的該局部區(qū)域進(jìn)行超分辨重構(gòu)處理，得到分辨率提升的圖像。
2.如權(quán)利要求1所述的一種地球靜止軌道衛(wèi)星平臺(tái)面陣凝視相機(jī)分辨率提升方法，其特征在于，所述的像面微位移執(zhí)行機(jī)構(gòu)為壓電陶瓷促動(dòng)器。
全文摘要
地球靜止軌道衛(wèi)星平臺(tái)面陣凝視相機(jī)分辨率提升方法屬于航天衛(wèi)星平臺(tái)相機(jī)分辨率提升技術(shù)領(lǐng)域，該方法借助多個(gè)高速小面陣成像傳感器實(shí)時(shí)檢測相機(jī)光軸隨平臺(tái)顫振情況，根據(jù)分析數(shù)據(jù)發(fā)送指令給壓電陶瓷執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在預(yù)定位置分別采集四幅包含亞像元偏移量圖像并進(jìn)行超分辨重構(gòu)，從而得到分辨率提升的圖像。本發(fā)明的方法可以一定程度恢復(fù)圖像損失的細(xì)節(jié)，提升分辨率，提高有效目標(biāo)的辨識(shí)率；借助多個(gè)高速小面陣成像傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)圖像配準(zhǔn)計(jì)算像面偏移量，消除了衛(wèi)星平臺(tái)顫振對(duì)像面微位移機(jī)構(gòu)亞像元偏移精度造成的影響；本發(fā)明的方法不增加大體積成像元器件，不引入額外像差，沒有光能損失，所使用技術(shù)也不存在工藝受限問題，更適合航天平臺(tái)應(yīng)用。
文檔編號(hào)G01C11/02GK103047972SQ201210571279
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月25日
發(fā)明者陶小平, 薛棟林, 閆鋒, 鄭立功, 張學(xué)軍 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所