【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及空间光学遥感，特别涉及一种组合模块相机全天球4π单独旋转稀疏采样的成像装置。
技术介绍
1、在错综复杂的太空环境中，高速碎片、导航星点、人造天体等目标等散布于全天球，敦促遥感航天器进一步提高观测范围。现阶段实现全天球4π空间成像主要通过广角设备采集、多相机球状拼接、多维度扫描等方法。中国专利文献cn105530415b“大靶面低照度全天球摄像系统”提出一种基于220°视场角镜头的全景成像方法。但由于光学系统空间带宽积的限制，鱼眼镜头等广角设备畸变大、像质模糊，难以满足空间光学遥感
高精度、精准定位的数据获取需求。多相机全景拼接，如中国专利文献cn107608164a，所需相机数目较多，且难以根据任务需要进行调整。同时，国内外对于全天球方面成像的研究主要集中在汽车导航等领域，缺乏针对空间光学遥感领域的研究。中国专利文献cn113781885b提出一种利用相机外框架和刚性转子三维扫描的4π空间目标探测，但结构和运动方式较为复杂、存在三轴旋转误差叠加等问题，在成像精度、频次方面较为受限。
技术实现思路
1、本专利技术为解决现有技术中全天球环4π空间高精度、低畸变成像难的技术问题，提供一种组合模块相机全天球4π单独旋转稀疏采样的成像装置。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案具体如下：
3、一种组合模块相机全天球4π单独旋转稀疏采样的成像装置，包括：
4、多台模块相机、周期旋转执行机构、周期旋转执行机构控制器、无线信号传输装
5、多台模块相机间设有连接机构，在同一平面组合为环2π空间成像系统；环2π空间成像系统安装于周期旋转执行机构上，该周期旋转执行机构具有单轴360°旋转的运动自由度；
6、周期旋转执行机构控制器用于设置周期旋转执行机构的转速及起始点；
7、无线信号传输装置用于在中心机与模块相机、周期旋转执行机构控制器之间传递信号；
8、中心机基于成像任务计算周期旋转执行机构控制器和多台模块相机的工作参数，并发送到对应的模块；
9、周期旋转执行机构控制器与周期旋转执行机构通过数据线缆相连；周期旋转执行机构控制器与周期旋转执行机构之间利用数据线缆传递信号；
10、中心机基于景物方位、距离的预估信息对精时序扫描图像序列进行处理，得到全天球4π空间图像。
11、在上述技术方案中，环2π空间成像系统中，成像单元的半视场角为θ，模块相机中成像单元与模块相机对角线的夹角为成像单元安装角ε；此时环2π空间成像系统相邻两次成像角度间隔δρ满足：
12、δρ≤arccos(cos(2θ)/cos(2ε))。
13、在上述技术方案中，每台模块相机设有两组成像单元。
14、在上述技术方案中，通过计算模块相机盲区确定模块相机参数以及成像角度间隔。
15、在上述技术方案中，ε为成像单元安装角，θ为半视场角，a为模块相机边长，景物距离l应满足：l≥l1∧l≥l2
16、其中：
17、
18、l1为对角盲区中心距盲区与模块相机对角线延长线的相交部分长度、l2为盲区与模块相机边界延长线的相交部分长度边界盲区中心距。
19、本专利技术具有以下有益效果：
20、本专利技术的组合模块相机全天球4π单独旋转稀疏采样的成像装置，创新性的提出利用模块相机构建不同拓扑组合的环2π空间成像系统，使其排布于天球的同一大圆平面。成像时，控制模块相机在绕定轴旋转的同时以特定频率拍摄，得到精时序扫描图像序列而无需专门复位调整。中心机根据预估的景物信息对精时序扫描图像序列的拍摄结果进行处理，得到包含四维时空信息的全天球图像。
21、本专利技术的组合模块相机全天球4π单独旋转稀疏采样的成像装置，基于准二维连续采样覆盖四维时空的思想，有效发挥了新型模块相机多样化的拓扑组合能力与高精度低畸变的成像效能，避免了多轴旋转引起的误差叠加。本专利技术还包括全天球4π空间采样光轴指向几何映射模型，能够指导模块相机最优拓扑组合，从而实现全天球4π空间无缺漏精准成像。
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1.一种组合模块相机全天球4π单独旋转稀疏采样的成像装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的组合模块相机全天球4π单独旋转稀疏采样的成像装置，其特征在于，环2π空间成像系统中，成像单元的半视场角为θ，模块相机中成像单元与模块相机对角线的夹角为成像单元安装角ε；此时环2π空间成像系统相邻两次成像角度间隔Δρ满足：
3.根据权利要求1所述的组合模块相机全天球4π单独旋转稀疏采样的成像装置，其特征在于，每台模块相机设有两组成像单元。
4.根据权利要求1所述的组合模块相机全天球4π单独旋转稀疏采样的成像装置，其特征在于，通过计算模块相机盲区确定模块相机参数以及成像角度间隔。
5.根据权利要求1所述的组合模块相机全天球4π单独旋转稀疏采样的成像装置，其特征在于，ε为成像单元安装角，θ为半视场角，a为模块相机边长，景物距离L应满足：L≥L1∧L≥L2
【技术特征摘要】
1.一种组合模块相机全天球4π单独旋转稀疏采样的成像装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的组合模块相机全天球4π单独旋转稀疏采样的成像装置，其特征在于，环2π空间成像系统中，成像单元的半视场角为θ，模块相机中成像单元与模块相机对角线的夹角为成像单元安装角ε；此时环2π空间成像系统相邻两次成像角度间隔δρ满足：
3.根据权利要求1所述的组合模块相机全天球4π单独旋转稀...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨秀彬，贺禧，涂子鸣，汤兴宇，杜嘉敏，
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：
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