光电遥感系统的扫描方法技术方案

本发明专利技术提供了一种光电遥感系统的扫描方法，包括如下步骤：S10，提供悬浮在空中的光电遥感系统，光电遥感系统包括悬停装置、设置在悬停装置上的云台以及设置在云台上的拍摄装置；S20，通过云台带动拍摄装置沿多个同心环绕的圆形轨迹扫描目标区域；并通过云台带动拍摄装置在多个同心环绕的圆形轨迹间切换，以使拍摄装置的扫描区域覆盖整个目标区域，在切换圆形轨迹的同时调整拍摄装置的光学参数以使在所有扫描点拍摄的图片的空间分辨率相同。本发明专利技术的目的在于提供一种光电遥感系统的扫描方法，该方法能够保证扫描区域完全覆盖目标区域并使在不同目标点拍摄的图片有相同的空间分辨率。

Scanning method of photoelectric remote sensing system

The invention provides a scanning method for a photoelectric remote sensing system, including the following steps: S10, providing a photoelectric remote sensing system suspended in the air, a photoelectric remote sensing system including a hovering device, a cloud platform set on a hovering device, and a shooting device set on a cloud platform; through a cloud platform, a shooting device is driven along a plurality of concentric parts. A circular orbit around the target area is scanned, and a cloud platform is used to switch between a number of concentric circular trajectories to enable the scanning area of the camera to cover the entire target area. The optical parameters of the photographing device are adjusted to make the space of the pictures taken at all the scanning points while switching the circular trajectory. The rate of discrimination is the same. The aim of the present invention is to provide a scanning method for the photoelectric remote sensing system, which ensures that the scanning area covers the target area completely and makes the same spatial resolution of the pictures taken at different target points.

【技术实现步骤摘要】
光电遥感系统的扫描方法
本专利技术涉及一种光电遥感系统的扫描方法。
技术介绍
在现今的机载光电吊舱等的应用中，主要是利用载体的机动实时对正下方垂直区域的拍摄，尚未涉及吊舱在空中静止悬浮状态下对地面大范围的区域进行扫描观测。现阶段常用扫描方式是以矩形轨迹进行扫描。该方法由于每一相邻位置相对于吊舱的距离都在不断变化中。因此，扫描过程中需要同时控制角度和镜头焦距等参数，来确保相邻点拍摄到的照片分辨率等参数吻合。因而该方案控制难度大，控制精度要求高，容易产生误差等，不利于后续图像拼接等处理。因此，本领域亟需一种技术，一方面要提高扫描的精度，保证对区域的完全覆盖，并保证不同目标点拍摄的图片有相同的空间分辨率，便于后期处理；另一方面要尽量减少扫描需要的时间。
技术实现思路
针对相关技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种光电遥感系统的扫描方法，该方法能够保证扫描区域完全覆盖目标区域并使在不同目标点拍摄的图片有相同的空间分辨率。本专利技术提供一种光电遥感系统的扫描方法，包括如下步骤：S10，提供悬浮在空中的光电遥感系统，光电遥感系统包括悬停装置、设置在悬停装置上的云台以及设置在云台上的拍摄装置；S20，通过云台带动拍摄装置沿多个同心环绕的圆形轨迹扫描目标区域；并通过云台带动拍摄装置在多个同心环绕的圆形轨迹间切换，以使拍摄装置的扫描区域覆盖整个目标区域，在切换圆形轨迹的同时调整拍摄装置的光学参数以使在所有扫描点拍摄的图片的空间分辨率相同。根据本专利技术，云台包括方位框架和设置在方位框架上的俯仰调节装置，拍摄装置设置在俯仰调节装置上。根据本专利技术，通过改变拍摄装置的俯仰角度来改变圆形轨迹的半径以实现拍摄装置在多个同心环绕的圆形轨迹间的切换。根据本专利技术，通过改变方位框架的水平角来改变拍摄装置在每个圆形轨迹上的扫描点位置。根据本专利技术，根据每个圆形轨迹的半径和图片的空间分辨率需求，调节拍摄装置的光学参数和俯仰角度，并在每个圆形轨迹的扫描过程中保持光学参数和俯仰角度稳定。根据本专利技术，在同一圆形轨迹中，拍摄装置在相邻的两个扫描点的拍摄的图片之间具有重叠量。根据本专利技术，根据在当前圆形轨迹的扫描过程中单幅图片的大小和相邻图片的重叠量的需求，确定在当前圆形轨迹中相邻扫描点之间的水平角的间隔。根据本专利技术，根据当前圆形轨迹的半径R1、拍摄装置的浮空高度H和拍摄装置的视场a×b，确定下一个圆形轨迹的半径R2:R2＝R1-ΔR1；其中，ΔR1为当前圆形轨迹的半径R1与下一个圆形轨迹半径R2的差值，并设定相邻的两个扫描点的拍摄的图片之间的重叠量为20％，a为平行于云台拍摄装置的俯仰角调整的旋转轴方向的水平视场角、b表示垂直于水平视场角的垂直视场角。根据本专利技术，根据当前圆形轨迹的半径及光学相机的视场理论，调整拍摄装置的光学参数。根据本专利技术，光学参数包括拍摄装置的视场大小和焦距。根据本专利技术，当完成一圈扫描后，根据相关数学关系，确定下一个圆形轨迹与当前圆形轨迹的位置关系，云台相关数学关系推导如下：地面距离为R处的目标的拍摄距离拍摄距离L是指拍摄装置沿其光轴方向与拍摄区域的距离；此处保持任何距离拍摄装置拍摄的瞬时视场不变，设视场为a×b，则单幅照片所对应的拍摄区域的大小为c×d(c,d分别表示该拍摄区域的圆形轨迹的圆周方向宽度及半径方向宽度，单位为米或者千米)：c＝L×πa/180；d＝L×πb/180。根据本专利技术，在同一半径为R的圆形轨迹上，考虑相邻M％的重叠面积，则覆盖该圈需要的照片数A为：根据本专利技术，设两相邻圆形轨迹的半径分别为R1和R2，两圆形轨迹的间距为ΔR1，则：依此类推，当时，表示完成了对全部目标区域的扫描拍摄，此时拍摄的总张数为：设拍摄一张照片耗时为t0，则完成拍照的总时间为：t＝Nt0。本专利技术的有益技术效果在于：本专利技术通过静止悬浮在空中的悬停装置以及沿多个同心环绕的圆形轨迹运行的拍摄装置，该多个同心环绕的圆形轨迹覆盖整个目标区域，从而实现了扫描的高效性，同时降低了控制的复杂性，只需在一圈扫描完成后调整相机光学参数。由于光电遥感系统的空间分辨率由系统的当前角分辨率和目标距离的乘积决定，当保持系统的光学参数稳定的情况下，沿着同一圆形轨迹进行扫描，则可以得到各扫描点分辨率和图幅大小等指标完全一致的图像。附图说明图1是本专利技术的光电遥感系统的扫描区域的俯视示意图。图2是本专利技术的光电遥感系统与扫描区域的侧视示意图。具体实施方式参考图1和图2，本专利技术提供的光电遥感系统的扫描方法，包括如下步骤：S10，提供悬浮在空中的光电遥感系统，光电遥感系统包括悬停装置1、设置在悬停装置1上的云台2以及设置在云台2上的拍摄装置3；其中，悬停装置1优选为系留飞艇及其上的吊舱，云台2设置在该吊舱上。应当理解，本专利技术的悬停装置还可以是其他合适的浮空器，如直升飞机等。S20，通过云台2带动拍摄装置3沿多个同心环绕的圆形轨迹4扫描目标区域；悬停装置1在云台圆形轨迹4所限定的区域内的投影位于多个同心环绕的圆形轨迹4的圆心位置；通过云台2带动拍摄装置3在多个同心环绕的圆形轨迹4间切换，以使拍摄装置3的扫描区域覆盖整个目标区域，在切换圆形轨迹4的同时调整拍摄装置3的光学参数以使在所有扫描点拍摄的图片的空间分辨率相同。本专利技术通过静止悬浮在空中的悬停装置1以及沿多个同心环绕的圆形轨迹4运行的拍摄装置3，该多个同心环绕的圆形轨迹4覆盖整个目标区域，从而实现了扫描的高效性，同时降低了控制的复杂性，只需在一圈扫描完成后调整相机光学参数。由于光电遥感系统的空间分辨率由系统的当前角分辨率和目标距离的乘积决定，当保持系统的光学参数稳定的情况下，沿着同一圆形轨迹进行扫描，则可以得到各扫描点分辨率和图幅大小等指标完全一致的图像。参照图2，云台2包括方位框架21和设置在方位框架21上的俯仰调节装置22，拍摄装置3设置在俯仰调节装置22上。俯仰调节装置22和方位框架21通过由控制信号控制的电机驱动以绕其各自的枢轴旋转，从而实现俯仰角度在俯仰和水平两个方向的连续调节。通过改变拍摄装置3的俯仰角度α来改变圆形轨迹4的半径R以实现拍摄装置3在多个同心环绕的圆形轨迹4间的切换。通过改变方位框架21的水平角β来改变拍摄装置3在每个圆形轨迹4上的扫描点位置。水平角β可以理解为，设定一个起始扫描位置，那么当前扫描位置和圆心的连线与起始扫描位置与圆心的连线之间的夹角即为水平角β。需要说明的是，半径R可以是图1和图2中示出的半径R0、R1、R2、Ri和Rn中的任一者，其中R0表示圆形轨迹4的最大半径，Rn表示圆形轨迹4的最小半径。本实施例中，俯仰角度α是指拍摄装置3的光轴与竖直方向的夹角，半径R是拍摄装置3的光轴与扫描区域的交点处的半径。图2仅起示意作用，未必按实际比例来进行绘制，出于示意目的的适当放大或缩小均在本专利技术的保护范围之内。参照图2，根据每个圆形轨迹4的半径R和图片的空间分辨率需求，调节拍摄装置3的光学参数和俯仰角度α，并在每个圆形轨迹4的扫描过程中保持光学参数和俯仰角度α稳定。根据本专利技术，拍摄装置3在相邻的两个扫描点31的拍摄的图片之间具有重叠量。请参见图1，每个扫描点31为拍摄装置31拍摄一张图片所覆盖的待扫描区域的大小，在一些情况下，为表述方便，会将扫描点31作为点来处理。优选地，该重叠量为20％。应当理解本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光电遥感系统的扫描方法，其特征在于，包括如下步骤：S10，提供悬浮在空中的光电遥感系统，所述光电遥感系统包括悬停装置、设置在所述悬停装置上的云台以及设置在所述云台上的拍摄装置；S20，通过所述云台带动所述拍摄装置沿多个同心环绕的圆形轨迹扫描目标区域，并通过所述云台带动所述拍摄装置在所述多个同心环绕的圆形轨迹间切换，以使所述拍摄装置的扫描区域覆盖整个目标区域，在切换所述圆形轨迹的同时调整所述拍摄装置的光学参数以使在所有扫描点拍摄的图片的空间分辨率相同。

【技术特征摘要】
1.一种光电遥感系统的扫描方法，其特征在于，包括如下步骤：S10，提供悬浮在空中的光电遥感系统，所述光电遥感系统包括悬停装置、设置在所述悬停装置上的云台以及设置在所述云台上的拍摄装置；S20，通过所述云台带动所述拍摄装置沿多个同心环绕的圆形轨迹扫描目标区域，并通过所述云台带动所述拍摄装置在所述多个同心环绕的圆形轨迹间切换，以使所述拍摄装置的扫描区域覆盖整个目标区域，在切换所述圆形轨迹的同时调整所述拍摄装置的光学参数以使在所有扫描点拍摄的图片的空间分辨率相同。2.根据权利要求1所述的光电遥感系统的扫描方法，其特征在于，所述云台包括方位框架和设置在所述方位框架上的俯仰调节装置，所述拍摄装置设置在所述俯仰调节装置上。3.根据权利要求2所述的光电遥感系统的扫描方法，其特征在于，通过改变所述拍摄装置的俯仰角度来改变所述圆形轨迹的半径以实现所述拍摄装置在所述多个同心环绕的圆形轨迹间的切换。4.根据权利要求2所述的光电遥感系统的扫描方法，其特征在于，通过改变所述方位框架的水平角来改变所述拍摄装置在每个圆形轨迹上的扫描点位置。5.根据权利要求3所述的光电遥感系统的扫描方法，其特征在于，根据每个所述圆形轨迹的半径和所述图片的空间分辨率需求，调节所述拍摄装置的光学参数和所述俯仰角度，并在每个所述圆形轨迹的扫描过程中保持所述光学参数和所述俯仰角度稳定。6.根据权利要求1所述的光电遥感系统的扫描方法，其特征在于，在同一圆形轨迹中，所述拍摄装置在相邻的两个所述扫描点的拍摄的图片之间具有重叠量。7.根据权利要求6所述的光电遥感系统的扫描方法，其特征在于，根据在当前所述圆形轨迹的扫描过程中单幅所述图片的大小和相邻所述图片的重叠量的需求，确定在当前所述圆形轨迹中相邻所述扫描点之间的水平角的间隔。8.根据权利要求1所述的光电遥感系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：东莞前沿技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44