应用数学坐标变换方法计算航空相机像面旋转

对相机成像光学系统成像特性分析,将整个相机抽象为一个简单数学模型。在笛卡尔坐标系中,通过数学坐标变换和几何光学的方法对不同工作方式的航空相机由扫描反射镜沿俯角方向旋转引起目标像旋转问题作定量计算,为偏流补偿机构工程应用提供理论依据。  

同心三反射镜光学系统研究

介绍了由同心折、反射面组成的光学系统的一般特性,揭示了如果入射光束与出射光束平行,那么系统对空间任一点成几何理想像。讨论了同心光学系统实物成实像的条件和Offner系统的环视场,给出了Offner系统的计算公式。  

改进的宽谱段车尔尼-特纳光谱成像系统设计

针对传统的车尔尼-特纳光谱仪像散较大的缺点,基于像差理论,提出了一种改进的车尔尼-特纳光谱成像系统.将平面光栅置于发散光中,利用平面光栅产生的像散来补偿物镜产生的像散.推导出了宽谱段像散同时校正条件,实现了宽谱段像散的同时校正.具体分析了像差校正的原理和方法,编制了初始结构快速计算程序.作为实例,设计了一个谱段为540～780 nm的宽谱段像散同时校正车尔尼-特纳光谱成像系统,利用光学设计软件ZEMAX-EE对该光谱成像系统进行了光线追迹和优化设计,并对设计结果进行了分析.结果表明,全视场调制传递函数在整个工作波段均达到0.52以上,实现了宽谱段像散的同时校正,并获得了良好的成像质量,满足了设计指标要求,结果也证实了所提出的改进方法是可行的.  

一种三线阵测绘相机CCD像面的装调方法

为了保证三线阵测绘相机装调后相机之间的空间位置关系,保证三线阵测绘相机应用时的测绘精度和图像质量,对三线阵测绘相机CCD像面的装调方法进行研究.首先,根据测绘精度和图像质量的要求,明确了三线阵测绘相机的装调指标.其次,确定了装调方案,对装调要点进行了叙述,为三线阵测绘相机的装调提供了一种装调方法.实际装调检测结果表明,应用该方法可以将相机之间空间位置关系安装到α≤3"、β≤5"、γ≤5".该方法可以满足三线阵测绘相机之间的空间位置关系装调,具有实际应用价值.  

摄像机内参数标定的一种方法

摄像机标定是计算机视觉的一项基本任务。文中提出了一种直接的摄像机标定方法，它是利用空间中几个有特殊关系的点，直接列写出方程组，求解出内参数。该方法不需要对摄像机进行旋转或平移，简单易行。  

凝视模式下的画幅相机两轴像移补偿

通过斜视画幅相机的几何模型,选择载机相关坐标系,建立了计算目标航迹速度到像面坐标系下像移速度的数学模型。通过坐标变换将航迹速度(目标在航迹坐标系下的速度)转换至机体坐标系下的速度矢量,最终至补偿坐标系下的运动矢量;计算视轴长度,得到了扫描镜补偿角速度。最后,阐述了像面旋转机构在像移补偿中的作用,并给出了具体位置角计算公式。提出的采用扫描镜和像面旋转机构相结合的方案实现了凝视工作模式下的画幅相机像移补偿,利用坐标变换计算出的相应量,可为将来画幅相机在该模式下的像移补偿工程应用提供必要的参考。  

一种摄像机内参数的改进标定方法

本文提出了一种改进的摄像机内参数标定方法，不需要对摄像机进行旋转或平衡，它是利用摄像机的一些已知参数和空间三点的对应成像点，直接列写方程组从而求解出内参数。与旋转法和平移法相比较，该方法简单易行。  

MEASUREMENT OF ANGULAR VIBRATION AMPLITUDE BY ACTIVELY BLURRED IMAGES

A novel motion-blur-based method for measuring the angular amplitude of a high-frequency rotational vibration is schemed. The proposed approach combines the active vision concept and the mechanism of motion-from-blur, generates motion blur on the image plane actively by extending exposure time, and utilizes the motion blur information in polar images to estimate the angular amplitude of a high-frequency rotational vibration. This method obtains the analytical results of the angular vibration amplitude from the geometric moments of a motion blurred polar image and an unblurred image for reference. Experimental results are provided to validate the presented scheme.  

物面、像面、主面交于一线原理的证明及应用

通常光学成像系统,物面、像面及成像物镜与光轴都是垂直的,在特殊光学系统中,比如宇航模拟中的视景模拟光学系统,物面是倾斜的(即不垂直于光轴),造成像的不清晰。本文为使倾斜物面也能成一清晰的象,而引出了物面、像面、镜组主面交于一线的原理,并从几个方面对这个原理加以证明。在文中应用此原理推导出了单组、双组物镜组校正像面倾斜的关系式,编制了用镜组倾斜校正像面倾斜实时控制程序。  

大相对孔径大视场紫外告警相机光学系统

为了满足紫外告警相机的特殊应用需求,分析了超广角光学系统的结构形式、像差平衡以及像面照度的一致性。设计了工作于0.254~0.272m波段的大视场、大相对孔径紫外光学系统,其视场角为120°,相对孔径为1/2。该系统采用反远距,准像方远心光路设计,减小了轴外视场和轴上视场的像面不均匀性;通过优选光学材料并合理分配光焦度优化了系统特性。实验显示,该系统在满足成像质量要求的前提下,具有成像畸变小、像面照度均匀等特点。光学系统全视场最大弥散斑半径小于63.5m,轴上、轴外视场像面照度均匀性小于10%,0.71视场的相对畸变小于20%。整个光学系统结构紧凑,满足设计指标要求,适合紫外告警相机的使用。