专利名称：一种地球静止轨道卫星平台面阵凝视相机分辨率提升方法
技术领域：
本发明属于航天卫星平台相机分辨率提升技术，针对地球静止轨道卫星平台面阵凝视相机的应用，用以提高相机系统地面分辨率，提升地面景物辨识度。
背景技术：
随着二十一世纪科学技术的飞速发展，基于高轨卫星的对地观测遥感信息平台吸引了世界各国的关注。高分辨率对地观测技术对气象预报，自然灾害监测，农、林、海洋、矿产资源监测，以及军事国防应用方面都有重要的战略意义。航天相机所获取的遥感图像分辨率越高，包含的信息越丰富，更能为国民经济发展、国防科技进步提供决策基础。航天相机地面分辨率由相机焦距、像元尺寸和轨道高度共同决定
权利要求
1.一种地球静止轨道卫星平台面阵凝视相机分辨率提升方法，其特征在于，该方法包括如下步骤步骤一、相机控制器发送开启指令，主成像传感器上电待命，四个高速小面阵成像传感器同时开始图像采集；步骤二、相机计算处理单元缓存高速小面阵成像传感器采集的前N帧图像数据，并计算每帧图像的清晰度，选择清晰度最高的图像作为参考图像；步骤三、相机计算处理单元重新开始接收图像数据，同时计算接收的图像数据与参考图像间的偏移量；步骤四、相机计算处理单元比较来自四个高速小面阵成像传感器的图像配准计算数据，剔除错误项，取剩余数据的均值作为像面偏移量；步骤五、相机计算处理单元分析M组偏移量数据中最大相对偏移量是否大于O. 5像元， 若大于O. 5像元，则执行步骤六；若小于O. 5像元，则执行步骤七；步骤六、选取偏移集中的位置发送指令通知主成像传感器采集图像首帧，然后根据高速小面阵成像传感器返回的像面偏移实时数据，主成像传感器在预定的彼此偏移O. 5像元的位置进行第2、3、4幅图像的采集，其坐标分别为(XI，Yl)、(X2, Yl)、(X2, Y2)和(XI，Y2)， 其中 Χ2=Χ1+0. 5，Y2=Yl+0. 5 ；步骤七、相机控制器发送指令开启像面微位移执行机构在垂直光学系统光轴平面做两维补偿移动选取偏移集中的位置采集首帧图像并记录其坐标(XI，Yl)后，像面微位移执行机构推动像面分别移至(Χ2，Υ1)、(Χ2，Υ2)和(XI，Υ2)，然后根据高速小面阵成像传感器返回的像面偏移实时数据发送图像采集指令，获得4帧在两维方向上彼此偏移O. 5像元的图像；步骤八、相机计算处理单元缓存获得的4帧亚像元偏移图像，根据目标特征寻找有效目标所在区域，截取4帧图像中的该局部区域进行超分辨重构处理，得到分辨率提升的图像。
2.如权利要求1所述的一种地球静止轨道卫星平台面阵凝视相机分辨率提升方法，其特征在于，所述的像面微位移执行机构为压电陶瓷促动器。
全文摘要
地球静止轨道卫星平台面阵凝视相机分辨率提升方法属于航天卫星平台相机分辨率提升技术领域，该方法借助多个高速小面阵成像传感器实时检测相机光轴随平台颤振情况，根据分析数据发送指令给压电陶瓷执行机构，在预定位置分别采集四幅包含亚像元偏移量图像并进行超分辨重构，从而得到分辨率提升的图像。本发明的方法可以一定程度恢复图像损失的细节，提升分辨率，提高有效目标的辨识率；借助多个高速小面阵成像传感器进行实时图像配准计算像面偏移量，消除了卫星平台颤振对像面微位移机构亚像元偏移精度造成的影响；本发明的方法不增加大体积成像元器件，不引入额外像差，没有光能损失，所使用技术也不存在工艺受限问题，更适合航天平台应用。
文档编号G01C11/02GK103047972SQ201210571279
公开日2013年4月17日 申请日期2012年12月25日 优先权日2012年12月25日
发明者陶小平, 薛栋林, 闫锋, 郑立功, 张学军 申请人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所