[发明专利]面阵分幅式航空红外相机摆扫轴与成像光轴重合性调试机构及方法

说明书

本发明公开了一种面阵分幅式航空红外相机摆扫轴与成像光轴重合性调试机构及方法，其中所述面阵分幅式航空红外相机摆扫轴与成像光轴重合性调试机构包括：V型工装支架,用于放置设于红外热像仪上的安装环，并供安装环绕自身轴线旋转；平行光管；转运工装，用于承载V型工装支架和面阵分幅式航空红外相机，并调整V型工装支架和面阵分幅式航空红外相机的方位和俯仰位置。有益效果：本发明的技术方案通过改进面阵分幅式航空红外相机的组装调试方法，可将航空红外相机摆扫轴与成像光轴的重合性指标提升至≤0.25mrad，大幅提高了航空红外相机的光机性能，充分满足了市场需求。

技术领域

本发明涉及面阵分幅式航空红外相机组装领域，特别涉及一种面阵分幅式航空红外相机摆扫轴与成像光轴重合性调试机构及方法。

背景技术

航空红外相机属于航空遥感的一种载荷设备。航空遥感即利用有人机、无人机、飞艇等航空飞行器，携载各类成像传感器，获取地球表面自然与人文景观所辐射的电磁波信号，并经图像处理，以提取自然与人文信息的技术。航空遥感具有机动性强、实时更新快、地面分辨率高、观测信息丰富等特点，是快速获取高精度遥感数据的重要手段，因此被世界各国广泛用在资源勘查、环境监测、灾害预报以及军事侦查之中。目前常见的机载光电成像设备主要包括可见光相机、成像光谱仪、激光雷达、微波遥感系统、热红外成像系统等设备。

机载热红外成像系统已经在核电站排水监测、海冰监控、城市热岛效应监测与预防、海洋搜救以及军事目标探测等领域得到广泛应用，同时，由于红外探测不受黑夜限制，可有效提高航空遥感探测应用范围，为全天时航空遥感探测提供了可能，因此红外航空遥感在世界各国的科技发展战略中均占有举足轻重的地位。根据实际选用探测器的不同，常见的红外成像系统光机扫描方式分为四种，分别为：单元扫描式、线阵推帚式、多元并扫式以及面阵分幅式。

 图1 所示为航遥系统采用面阵相机成像时的分幅式摆扫成像技术示意图。图中飞机沿遥感航带前向飞行，系统控制红外面阵相机在翼展方向进行扫描，每个扫描周期拍摄等间隔的 N 张图像，图像之间保证一定的重叠率供图像拼接使用。航带的推进靠飞机前向飞行实现，按照飞机飞行速度v 和飞行高度 H 对扫描周期进行计算后可以实现行与行之间的稳定重叠率。运动机构沿飞机翼展方向扫描可以带动面阵相机实现大视场、高分辨率成像，基于这种技术原理的扫描方式分为两种：单程扫描成像、双程扫描成像。 面阵分幅式摆扫的单程扫描成像分为沿飞机翼展方向的正程扫描和逆程回扫两个过程，扫描机构的扫描角速度曲线和面阵相机周期性扫描成像的地面覆盖位置如图2 所示。图中红色扫描线为正程扫描方向，正程扫描时扫描机构从飞机翼展的一侧由静止开始进行匀加速运动，加速时间为 t1，当速度达到扫描要求速度 v1后，扫描机构开始做匀速运动，此时系统控制相机开始拍照，一个正程扫描周期相机拍摄等角度间隔的 N 张照片，每张照片之间保证一定重叠率，随后扫描机构进行匀减速运动，减速时间同样为 t1，当速度由 v1降到 0 后正程扫描结束。图中蓝色扫描线为逆程扫描方向，逆程扫描时相机不进行拍照，为保证下一次正程扫描时拍到的扫描行图像与前一行扫描图像之间有重叠，要求扫描机构以尽可能快的速度返回扫描初始位置，因此扫描机构以匀加速、均减速，持续时间均为 t2的方式完成逆程回扫。