专利名称：基于移轴原理的拼接成像系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及航空摄影测量技术领域，特别涉及一种基于移轴原理的多垂视拼接成 像系统。
背景技术：
在航空摄影测量中，为了获取宽覆盖面积的影像，常采用多个相机拼接的成像方 法。如附
图1所示，传统的成像方式中，成像镜头1的光轴2通常垂直于焦平面3且与 唯一的成像器件的中心4以及焦平面中心5重合。此时，若多个相机全部垂视安装，则每个 相机的成像范围基本一致，无法达到扩展成像范围的目的，只有采取多镜头拼接且倾斜成 像方式才能扩大实际成像范围。典型的多相机拼接成像装置包括Z/I Image公司的DMC系 列产品和Vexcel公司的U⑶系列产品。Z/I Image公司的DMC系列产品采用四相机拼接方式，且四个相机的光轴都不平 行于中心光轴(即都不垂直于拍摄目标)，而是与拍摄目标呈一个较大的倾斜角度(一般 为20度左右)。因此，作为这四个相机拍摄目标的四个部分的成像角度将均不相同，无法直 接拼接影像或利用一个投影中心进行影像处理。这种情况下，必须构造一个虚拟的投影中 心，将四个相机的影像统一到此虚拟投影中心，然后才能进行高精度的影像拼接；并且此虚 拟投影中心的等效焦距与四个相机的实际焦距均不同。此外，由于成像方式为倾斜成像，每 个相机所拍摄目标的分辨率将不一致中心分辨率高，边缘分辨率低，影像拼接时还需对分 辨率进行平均和差值处理。Vexcel公司的UCD系列产品也采用四相机拼接的方法，四个相机的光轴相互平行 且均垂直于拍摄目标。这种情况下，四个相机可近似看作具有同一个投影中心，且拍摄目标 的分辨率分布均勻，易于后期影像处理。然而，由于四个相机一字排开，即使采用延时曝光 以近似看作同时曝光，延时也不易控制且精确度不高(延时与飞行速度有关)。此外，拍摄 时刻不一致导致四个相机的定位和姿态参数不同；由于不易分别获取四个相机拍摄时刻的 姿态参数，只能对四个相机统一采用某一时刻的姿态参数，这势必造成影像的处理误差和 纠正误差。
发明内容
(一)要解决的技术问题本发明要解决的技术问题在于，如何克服现有的多相机成像技术中存在的倾斜成 像下后期影像处理复杂度高、垂直成像下无法精确同步曝光的缺陷；以及如何实现相机垂 视安装条件下成像范围的扩展。( 二 )技术方案为解决上述技术问题，本发明的技术方案提供了一种基于移轴原理的拼接成像系 统，包括
至少一个成像镜头，所述至少一个成像镜头设置于同一平面上，且具有相同的焦 距和视场；以及设置于每一所述成像镜头的焦平面上的至少一个成像器件；其中，每一所述成像镜头被设置为其光轴垂直于其焦平面，且每一所述成像器件 被设置为在其焦平面内具有预设的移轴量。其中，在以所述系统的总有效成像范围的中心为原点的坐标系中，χ轴方向上第η个成像器件的移轴量为
权利要求
1.一种基于移轴原理的拼接成像系统，其特征在于，所述系统包括至少一个成像镜头，所述至少一个成像镜头设置于同一平面上，且具有相同的焦距和 视场；以及设置于每一所述成像镜头的焦平面上的至少一个成像器件；其中，每一所述成像镜头被设置为其光轴垂直于其焦平面，且每一所述成像器件被设 置为在其焦平面内具有预设的移轴量。
2.如权利要求1所述的基于移轴原理的拼接成像系统，其特征在于，在以所述系统的 总有效成像范围的中心为原点的坐标系中，X轴方向上第η个成像器件的移轴量为
3.如权利要求1-2中任意一项所述的基于移轴原理的拼接成像系统，其特征在于，所 述成像镜头设置为两个，其中，每一成像镜头的焦平面上均设置一个或两个成像器件；或者 两个成像镜头的焦平面上分别设置一个和两个成像器件。
4.如权利要求1-2中任意一项所述的基于移轴原理的拼接成像系统，其特征在于，所 述成像镜头设置为四个，其中，每一成像镜头的焦平面上均设置一个或两个或四个成像器 件；或，四个成像镜头中的两个的焦平面上均设置两个成像器件，且所述四个成像镜头中其 余两个的焦平面上均设置四个成像器件。
5.如权利要求3所述的基于移轴原理的拼接成像系统，其特征在于，所述两个成像镜 头在同一平面上排列为一字形。
6.如权利要求4所述的基于移轴原理的拼接成像系统，其特征在于，所述四个成像镜 头在同一平面上排列为矩形。
全文摘要
本发明公开了一种基于移轴原理的拼接成像系统，包括至少一个成像镜头，所述至少一个成像镜头设置于同一平面上，且具有相同的焦距和视场；以及设置于每一所述成像镜头的焦平面上的至少一个成像器件；其中，每一所述成像镜头被设置为其光轴垂直于其焦平面，且每一所述成像器件被设置为在其焦平面内具有预置的移轴量。本发明的系统克服了现有的多相机成像技术中存在的倾斜成像下后期影像处理复杂度高、垂直成像下无法精确同步曝光的缺陷；并实现了相机垂视安装条件下成像范围的扩展。
文档编号G01C11/02GK102062599SQ20101056211
公开日2011年5月18日 申请日期2010年11月23日 优先权日2010年11月23日
发明者刘学, 孙韬, 张声荣, 方俊永, 王晋年, 王潇, 童庆禧, 薛永祺, 赵冬, 郑兰芬, 郝鑫 申请人:中国科学院遥感应用研究所