【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于坐标测量的光轴竖直相机高精度定焦方法，属于相机定焦。
技术介绍
1、目前，遥感器定焦一般采用成像法完成，通过平行光管提供一个无限远靶标，遥感相机对其成像，依据mtf的测试值确定焦面的位置。定焦完成后，利用光电经纬仪通过镜头测试相机焦面相对于光学镜头的夹角关系。随着航天遥感器对高分辨率的追求，近年来大口径长焦距的同轴反射式系统在遥感器设计中被频繁应用。为有效避免重力场对地面装调的影响，大口径相机往往采用竖直装调的方式。竖直相机在定焦面阶段的视轴及线阵平行等基准参数无法通过经纬仪测试得到。首先，经纬仪只能完成水平相机的测试，光轴竖直相机超出了经纬仪的测试范围。其次，对于长焦距镜头，经纬仪通过镜头瞄准探测器的精度会大大下降，不满足遥感器的精度要求。
技术实现思路
1、本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出了一种基于坐标测量的光轴竖直相机高精度定焦方法，应用于长焦距竖直大口径光学遥感器装调及定焦面过程，确定相机的可见及红外焦面的平行性及视轴指向参数，提高定焦精度。
2、本专利技术的技术解决方案是：
3、一种基于坐标测量的光轴竖直相机高精度定焦方法，包括：
4、搭建测试光路，激光干涉仪放置于相机焦点处，激光干涉仪出射标准球面波通过轴竖直相机的光学镜头，经过自准直平面镜返回，形成干涉条纹；
5、调整所述光学镜头至水平，以相机主镜光轴为基准建立主坐标系，记录主坐标系基准点，测量所述光学镜头两侧边缘视场的全色谱段及
6、借助拼接仪将焦面组件线阵基准与焦面结构基准面建立关系，得到焦面组件全色谱段及多光谱段边缘像元的坐标值；
7、装配焦面组件至镜头，将焦面基准统一到主坐标系，确定焦面组件在主坐标系下的坐标值，通过调整焦面位姿使镜头的焦点坐标重合，重合时焦面位置即镜头焦面位置，计算得到线阵夹角及视轴指向。
8、优选的，借助拼接仪将焦面组件线阵基准与焦面结构基准面建立关系，具体方法为：在焦面组件结构框上安装若干个测试靶球，借助三坐标测量机进行测试，以焦面拼接基框为基准建立焦面组件坐标系，记录拼接基框的靶球球心在当前坐标系的坐标值，作为焦面组件基准。
9、优选的，得到焦面组件全色谱段及多光谱段边缘像元的坐标值方法为：分别利用拼接仪测试感光器件全色谱段中心像元及边缘像元、多光谱段边缘像元相对于拼接基框的距离并转化为三维坐标。
10、优选的，测量所述光学镜头两侧边缘视场的全色谱段及多光谱谱段在主坐标系的坐标值及对应的视场角，包括：
11、利用倾斜仪分别调整自准值平面镜至光学镜头两侧边缘视场对应角度，进行全色谱段及多光谱谱段的坐标值测量：调整干涉仪位置，使干涉条纹调至零条纹，power值为0，将激光跟踪仪靶球置于干涉仪光路，调整靶球位置，使干涉条纹为零条纹，记录靶球在主坐标系的坐标值，记录倾斜仪读数，所述坐标值为对应谱段的坐标值，倾斜仪读数为对应谱段的视场角。
12、优选的，根据全色谱段两侧边缘视场坐标值，计算得到线阵夹角：
13、
14、式中，l为线阵长度，全色谱段两侧边缘视场坐标值为p+1(x1，y1，z1)，p-1(x2，y2，z2)，θ1为线阵夹角。
15、优选的，计算相机的视轴指向：
16、
17、式中，o为调整焦面位姿使镜头的焦点坐标重合后的焦面组件中心像元坐标y值，f为相机焦距，θ2为相机的视轴指向。
18、优选的，针以相机主镜光轴为基准建立主坐标系，以竖直相机的主镜光轴为z轴，以焦面组件线阵方向为y轴，记录坐标系基准点，作为坐标测试的唯一基准。
19、优选的，装配焦面组件至镜头，利用sa测试软件将焦面基准统一到主坐标系。
20、本专利技术与现有技术相比的优点在于：
21、(1)本专利技术采用了坐标测量的方法实现空间相机的无平行光管定焦，利用焦面坐标计算相机视轴指向和线阵夹角，提升了测试精度。
22、(2)本专利技术用倾角仪和激光跟踪仪完成测试，解决了经纬仪不能用于竖直相机测试的难题。
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1.一种基于坐标测量的光轴竖直相机高精度定焦方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的光轴竖直相机高精度定焦方法，其特征在于，借助拼接仪将焦面组件线阵基准与焦面结构基准面建立关系，具体方法为：在焦面组件结构框上安装若干个测试靶球，借助三坐标测量机进行测试，以焦面拼接基框为基准建立焦面组件坐标系，记录拼接基框的靶球球心在当前坐标系的坐标值，作为焦面组件基准。
3.根据权利要求2所述的光轴竖直相机高精度定焦方法，其特征在于，得到焦面组件全色谱段及多光谱段边缘像元的坐标值方法为：分别利用拼接仪测试感光器件全色谱段中心像元及边缘像元、多光谱段边缘像元相对于拼接基框的距离并转化为三维坐标。
4.根据权利要求1所述的光轴竖直相机高精度定焦方法，其特征在于，测量所述光学镜头两侧边缘视场的全色谱段及多光谱谱段在主坐标系的坐标值及对应的视场角，包括：
5.根据权利要求1所述的光轴竖直相机高精度定焦方法，其特征在于，根据全色谱段两侧边缘视场坐标值，计算得到线阵夹角：
6.根据权利要求1所述的光轴竖直相机高精度定焦方法，其特征在于，计
7.根据权利要求1所述的光轴竖直相机高精度定焦方法，其特征在于，针以相机主镜光轴为基准建立主坐标系，以竖直相机的主镜光轴为Z轴，以焦面组件线阵方向为Y轴，记录坐标系基准点，作为坐标测试的唯一基准。
8.根据权利要求1所述的光轴竖直相机高精度定焦方法，其特征在于，装配焦面组件至镜头，利用SA测试软件将焦面基准统一到主坐标系。
...【技术特征摘要】
1.一种基于坐标测量的光轴竖直相机高精度定焦方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的光轴竖直相机高精度定焦方法，其特征在于，借助拼接仪将焦面组件线阵基准与焦面结构基准面建立关系，具体方法为：在焦面组件结构框上安装若干个测试靶球，借助三坐标测量机进行测试，以焦面拼接基框为基准建立焦面组件坐标系，记录拼接基框的靶球球心在当前坐标系的坐标值，作为焦面组件基准。
3.根据权利要求2所述的光轴竖直相机高精度定焦方法，其特征在于，得到焦面组件全色谱段及多光谱段边缘像元的坐标值方法为：分别利用拼接仪测试感光器件全色谱段中心像元及边缘像元、多光谱段边缘像元相对于拼接基框的距离并转化为三维坐标。
4.根据权利要求1所述的光轴竖直相机高精度定焦方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：王海超，陈佳夷，王小勇，王东杰，霍腾飞，李斌，孙欣，姚立强，陈西，刘君航，董欣，范龙飞，张超，岳丽清，徐婧文，刘涌，
申请(专利权)人：北京空间机电研究所，
类型：发明
国别省市：
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