[发明专利]一种多相机数字航摄仪同步曝光控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及航空摄影测量技术领域，尤其涉及一种多相机数字航摄仪同步曝光控制系统及方法。

背景技术

今年来，随着“数字地球”、“数字城市”等概念的提出，人们对空间地理信息的获取、处理和应用技术提出了新的要求。目前，高分辨率、高精度、多角度获取的数字航空、航天影像已成为三维地理信息数字产品生产的主流数据源。多相机数字航摄仪的产生，将大幅度提高我国数字三维地理信息产品生产的国产化水平，同时有助于提高作业效率与降低投资成本。

多相机数字航摄仪通过在同一飞行平台上搭载多台相机，能够很大幅度的提高影像数据获取的效率与质量。其核心是影像传感器集成系统，关键部分由基于传感器构建的成像子系统组合而成，引入多套成像子系统相机，根据任务规划，各台相机应该同时对同一地物从不同角度进行拍摄，获取地面信息。其中，每一片传感器与其所对应的光学相机构成一套独立的成像相机子系统，各相机分别存储获取的影像数据并记录曝光时刻信息。另外，由于成像相机子系统仅引入一套姿态与位置测量装置，在后期影像数据处理时，多台相机的姿态及位置要根据曝光时刻记录数据进行解算，曝光时刻所获得的相机姿态等参数都应一致，若某一台相机提前或滞后曝光，由于系统只记录一台相机的曝光时刻，再解算时将此错误数据引入，并导致整个结算工作是在错误的参数下进行。因此，各台相机能否在同一时刻曝光，成为保障平台检校的精度和质量的基础。目前，使用控制曝光时间的系统都不是很理想，同步控制效果不好。

综上所述，如何精确控制多个相机的曝光时间，保证多相机获取的影像在时间、空间上的一致性非常重要，保障影响多相机数字航摄仪工作性能是个亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多相机数字航摄仪同步曝光控制系统及方法，以解决上述问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种多相机数字航摄仪同步曝光控制系统，包括上位机、FPGA芯片以及与所述FPGA芯片电连接的第一相机、第二相机、第三相机、第四相机和第五相机，所述上位机与所述FPGA芯片串口通信连接，其中：

FPGA芯片，用于接收上位机发送的曝光信号并进行预处理；分析不同相机的曝光特性得到时序关系，按照所述时序关系调整所述曝光信号的时序，利用计数延时触发的方式输出五种可控的脉冲触发信号，并触发控制第一相机、第二相机、第三相机、第四相机和第五相机同步执行曝光操作。

相应地，本发明还提供了一种多相机数字航摄仪同步曝光控制方法，包括如下步骤：

接收上位机发送的曝光信号并进行预处理；

分析不同相机的曝光特性得到时序关系，按照所述时序关系调整所述曝光信号的时序，利用计数延时触发的方式输出五种可控的脉冲触发信号，并触发控制第一相机、第二相机、第三相机、第四相机和第五相机同步执行曝光操作。

与现有技术相比，本发明实施例的优点在于：

本发明提供的一种多相机数字航摄仪同步曝光控制系统及方法，其中控制系统：包括主要控制元件（FPGA芯片），FPGA芯片接收上位机发送的曝光信号并进行预处理；分析不同相机的曝光特性得到时序关系，按照所述时序关系调整所述曝光信号的时序，利用计数延时触发的方式输出五种可控的脉冲触发信号，并触发控制第一相机、第二相机、第三相机、第四相机和第五相机同步执行曝光操作。由于五台相机之间曝光响应时间不同，分析不同相机的曝光特性得到所需调整时序关系（并存储），按照存储的时序关系调整所述曝光信号的时序，利用计数延时触发的方式输出五种可控的脉冲触发信号；其中：按照所需调整的时序关系，进行计数延迟，例如保障曝光响应时间短的相机，应当多延迟一些时钟曝光，利用计数延迟的方式延时，由于不同相机的曝光响应时间不同，曝光响应时间短的时钟计数延迟大于曝光响应时间长点的计数，这样可最终保障所有相机都在同一时刻曝光，从而完成了曝光信号的同步输出。

本发明所提供的多相机数字航摄仪同步曝光控制系统，可以高精度地控制多台相机同步曝光。系统以可编程逻辑器件为载体，从相机曝光响应特性的根源出发，最大程度的降低了多相机触发异步的可能，将多相机的影像同步精度控制在可接受的范围内，完成了曝光信号的同步输出。

附图说明

图1为本发明实施例提供的多相机数字航摄仪同步曝光控制系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的多相机数字航摄仪同步曝光控制系统中的FPGA芯片结构示意图；

图3为本发明实施例提供的多相机数字航摄仪同步曝光控制系统中的与相机相连的Control端口B的14脚分配图示意图；