一种双相机动态旋转扫描立体成像的模拟装置制造方法及图纸

一种双相机动态旋转扫描立体成像的模拟装置属于空间光学遥感技术领域，用于地面模拟立体成像进行分析。该模拟装置包括：模拟地面单元，模拟地面单元模拟实际成像过程中的地球自转的表面；模拟成像单元，模拟成像单元模拟实际成像过程中的遥感卫星；模拟成像单元对模拟地面单元旋转扫描，通过分析两张扫描图像得到立体图像。本发明专利技术成像模拟更加灵活：可依据模拟情况分别固定安装，装调自由度较大；用三维实物模型作为成像目标，可实现对多种复杂地形多元成像模拟，使成像模拟更贴近于真实情况；驱动轮驱动的三维实物模型与驱动电机驱动的滚轮丝杠螺母分别实现了对地球自转与卫星运动姿态的模拟，使成像模拟更加真实，极大地提高模拟结果的准确性。

A simulation device of dynamic rotation scanning stereo imaging with two cameras

【技术实现步骤摘要】
一种双相机动态旋转扫描立体成像的模拟装置
本专利技术属于空间光学遥感
，具体涉及一种天基双相机动态旋转扫描立体成像的模拟装置。
技术介绍
凭借高精度的姿态调整技术与多样性的工作模式，近年来，敏捷卫星作为新兴的对地遥感观测卫星，活跃在气象、军事、交通等各个领域，利用敏捷卫星实现复杂的对地遥感观测已经成为现阶段对地遥感观测的发展方向。现有敏捷光学成像模式主要集中在常规推扫、沿轨拼接和沿轨立体成像等模式上，其中沿轨推扫立体成像，可以得到目标对象不同方向所拍摄的图像各自带有不同距离的特征，利用这两个不同方向拍摄的图像，就可以结合生成一张带有立体视觉效果的图像，形象地表现出目标对象的三维特点，具有广泛的应用价值，因此一直备受光学研究者的关注。现阶段，考虑到应急响应和突发事件的高时间分辨率的需求，给立体成像方式覆盖范围带来了新的难题。传统沿轨推扫立体成像很难满足宽幅成像的需求。卫星在轨行进过程中保持单方向沿轨旋转，通过分析两张扫描图像得到立体图像。理论上，利用卫星自身的单方向旋转，在一定程度上减小卫星姿态的控制难度与地球自转的影响是可行的，但现阶段此方向仍是只是停留于理论，没有实物可以进行验证，也无法验证其可行性。国内外相关研究领域主要集中在沿轨推扫双相机立体成像模式上，缺乏一种专门针对动态扫描立体成像的模拟系统，无法为高分辨率超宽幅旋转扫描成像质量的分析提供有力指导。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种双相机动态旋转扫描立体成像的模拟装置，用于地面模拟立体成像进行分析。本专利技术解决技术问题所采用的技术方案如下：一种双相机动态旋转扫描立体成像的模拟装置，该模拟装置包括：模拟地面单元，所述模拟地面单元模拟实际成像过程中的地球自转的表面；模拟成像单元，所述模拟成像单元模拟实际成像过程中的遥感卫星；所述模拟成像单元对所述模拟地面单元旋转扫描，通过分析两张扫描图像得到立体图像。优选的，所述模拟地面单元包括：传动平台、驱动轮和地表景物模型；所述传动平台的上表面为传动面，所述传动面为圆弧形表面，所述地表景物模型设置在所述传动面上；所述驱动轮设置在所述传动平台的两端，驱动所述传动面做一维运动。优选的，所述模拟地面单元还包括：滚轮；所述滚轮设置在所述传动面与地表景物模型之间。优选的，所述地表景物模型的大小与所述传动面相同。优选的，所述模拟成像单元包括：滚珠丝杠螺母副、驱动电机、两个相机；所述两个相机安装在所述滚珠丝杠螺母副上，通过驱动电机驱动，使相机沿丝杠做往复运动。优选的，所述两个相机的光轴成31°夹角，其中一个相机的光轴与丝杠相互垂直。优选的，所述模拟成像单元还包括：相机固定架；所述两个相机通过相机固定架安装在所述滚珠丝杠螺母副上。优选的，所述模拟成像单元还包括：固定装置；所述固定装置将丝杠两端固定安装。优选的，所述丝杠长于传动面的宽度。本专利技术的有益效果是：本专利技术相较于现有的立体成像模拟装置，成像模拟更加灵活：两个组成部分可依据模拟情况分别固定安装，装调自由度较大；用三维实物模型作为成像目标，可实现对多种复杂地形或目标的多元成像模拟，使成像模拟更贴近于真实情况；驱动轮驱动的三维实物模型与驱动电机驱动的滚轮丝杠螺母分别实现了对地球自转与卫星运动姿态的模拟，使成像模拟更加真实，极大地提高模拟结果的准确性。附图说明图1本专利技术一种双相机动态旋转扫描立体成像的模拟装置地面部分。图2本专利技术一种双相机动态旋转扫描立体成像的模拟装置成像部分。图3本专利技术一种双相机动态旋转扫描立体成像的模拟装置立体成像几何模拟关系图。图4本专利技术一种双相机动态旋转扫描立体成像的模拟装置实例模拟几何模拟关系图。图5本专利技术一种双相机动态旋转扫描立体成像的模拟装置成像原理图。图中：1、传动平台，2、驱动轮，3、传动面，4、地表景物模型，5、滚轮，6、固定装置，7、丝杠，8、螺母，9、驱动电机，10、相机固定架，11、第一相机，12、第二相机。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步详细说明。一种双相机动态旋转扫描立体成像的模拟装置，该模拟装置包括两个部分：第一个部分是模拟地面单元，所述模拟地面单元模拟实际成像过程中的地球自转的表面；第二个部分是模拟成像单元，所述模拟成像单元模拟实际成像过程中的遥感卫星；所述模拟成像单元对所述模拟地面单元旋转扫描，通过分析两张扫描图像得到立体图像。如图1所示，所述模拟地面单元包括：传动平台1、驱动轮2、滚轮5和地表景物模型4；所述传动平台1的上表面为传动面3，所述传动面3为圆弧形表面，模拟地球的表面，其半径大小由实际模拟时的缩放比例而定。所述地表景物模型4可以为三维实物模型，可以自由搭建多种复杂的地形或者目标，所述地表景物模型4设置在所述传动面3上；所述地表景物模型4的大小与所述传动面3的面积相同或接近。所述驱动轮2设置在所述传动平台1的两端，为传动面3提供动力源，驱动所述传动面3做一维运动。在所述传动面3与地表景物模型4之间设置多组滚轮5，所述滚轮5可减小传动面3移动过程中的阻力并保持传动面3的圆弧结构。如图2所示，所述模拟成像单元包括：滚珠丝杠螺母副、驱动电机9、固定装置6、相机固定架10和两个相机；所述两个相机安装在所述滚珠丝杠螺母副上，通过驱动电机9驱动，使两个相机沿丝杠7做回旋和直线运动。所述滚珠丝杠螺母副包括丝杠7，在所述丝杠7上运动的螺母8，和设置在丝杠7和螺母8的弧形螺旋槽内的滚珠。所述丝杠7的两端通过固定装置6固定在墙壁或者其他固定的位置上，螺母8设置在丝杠7上，与丝杠7螺旋槽啮合，所述驱动电机9安装在所述螺母8上，驱动螺母8沿所述丝杠7做回转和直线运动。在所述螺母8上设置相机固定架10，所述两个相机通过共同的相机固定架10安装在螺母8上。其中第一相机11的光轴方向垂直于相机丝杠7，与第二相机12的光轴方向呈31°夹角。驱动电机9驱动螺母8运动，使相机固定架10运动的方向与两个相机的光轴方向在同一平面内。本专利技术的工作原理为：卫星在轨行进过程中保持单方向沿轨旋转，带动两台光轴夹角为31°(该夹角为沿飞行方向上的夹角)的成像相机对目标对象旋转扫描，通过分析两张扫描图像得到立体图像。本专利技术的工作过程为：根据模拟的缩放比例计算传动面的半径大小、传动平台1的驱动轮2转速、丝杠7与传动面3距离、驱动电机9的功率以及丝杠7的螺旋槽间距，并调试模拟用的相机，确认所有装置的控制情况。首先安装模拟地面单元，依据模拟立体成像的缩放比例固定传动平台1的框架规模，搭建模拟所需半径的圆弧面支撑框架并安装驱动轮2、滚轮5与传动面3皮带，在传动面3皮带上固定用于模拟成像的三维实物模型。其次安装模拟成像单元，选取长度略长于传动平台1宽度的丝杠7，依次安装滚珠丝杠螺母副、驱动电机9、相机固定架10与相机，并根据模拟缩放比例固定在传动平台1对应距离处。最后，依次启动驱动轮2与驱动电机9，进行双相机动态旋转扫本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双相机动态旋转扫描立体成像的模拟装置，其特征在于，该模拟装置包括：/n模拟地面单元，所述模拟地面单元模拟实际成像过程中的地球自转的表面；/n模拟成像单元，所述模拟成像单元模拟实际成像过程中的遥感卫星；/n所述模拟成像单元对所述模拟地面单元旋转扫描，通过分析两张扫描图像得到立体图像。/n

【技术特征摘要】
1.一种双相机动态旋转扫描立体成像的模拟装置，其特征在于，该模拟装置包括：
模拟地面单元，所述模拟地面单元模拟实际成像过程中的地球自转的表面；
模拟成像单元，所述模拟成像单元模拟实际成像过程中的遥感卫星；
所述模拟成像单元对所述模拟地面单元旋转扫描，通过分析两张扫描图像得到立体图像。


2.根据权利要求1所述的一种双相机动态旋转扫描立体成像的模拟装置，其特征在于，所述模拟地面单元包括：传动平台、驱动轮和地表景物模型；所述传动平台的上表面为传动面，所述传动面为圆弧形表面，所述地表景物模型设置在所述传动面上；所述驱动轮设置在所述传动平台的两端，驱动所述传动面做一维运动。


3.根据权利要求2所述的一种双相机动态旋转扫描立体成像的模拟装置，其特征在于，所述模拟地面单元还包括：滚轮；所述滚轮设置在所述传动面与地表景物模型之间。


4.根据权利要求2所述的一种双相机动态旋转扫描立体成像的模拟装置，其特征在于，所述地表景物模型的大小与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨秀彬，王绍恩，徐婷婷，常琳，岳炜，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林;22