專(zhuān)利名稱(chēng)：激光夜攝航空數(shù)碼相機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種夜間進(jìn)行航空攝影的空中照相裝置，尤其是能在微光或無(wú)光的攝影 環(huán)境下，進(jìn)行航空攝影。
背景技術(shù)：
航空攝影的任務(wù)之一是綜合發(fā)現(xiàn)各種地物、地貌目標(biāo)和它的位置，并使這些目標(biāo)符合 辨認(rèn)(識(shí)別、判讀)要求。現(xiàn)在的航空數(shù)碼相機(jī)雖然克服了膠片相機(jī)的弱點(diǎn)，但仍受氣象條 件、光線(xiàn)強(qiáng)弱和飛行速度的影響，而且圖像質(zhì)量難以提高。特別是在微光或無(wú)光的夜間進(jìn)行 航空攝影的空中照相裝置還是一個(gè)空白。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的航空攝影不能在微光或無(wú)光的夜間照相的困難，本實(shí)用新型提供了一種 用大功率半導(dǎo)體激光器主動(dòng)對(duì)目標(biāo)照明的激光夜攝航空數(shù)碼相機(jī)，該激光夜攝航空數(shù)碼相機(jī)
不僅適用于無(wú)月光，甚至有薄霧的夜間，還能在陰暗的白天進(jìn)行航空攝影。也就是說(shuō)，激光 夜攝航空數(shù)碼相機(jī)能使航空攝影從等天氣轉(zhuǎn)變?yōu)檫x時(shí)機(jī)，從被動(dòng)變主動(dòng)，不僅能節(jié)省大量等 候時(shí)間，還能抓拍到目標(biāo)特性表現(xiàn)得最充分的時(shí)間。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是在激光夜攝航空數(shù)碼相機(jī)中，采用了 獨(dú)特設(shè)計(jì)的高清晰度、高分辨率、大孔徑、近紅外光學(xué)鏡頭；具有階梯式電子前移補(bǔ)償功能 的低噪聲、小象元數(shù)碼后背；5ns大功率脈沖半導(dǎo)體激光器的驅(qū)動(dòng)技術(shù)和激光照明器照明光 束的干涉條紋去除技術(shù)。以達(dá)到能夠滿(mǎn)足夜間攝影的光照要求的目的。
本實(shí)用新型的有益效果是可以方便地在微光或無(wú)光的攝影環(huán)境進(jìn)行航空數(shù)碼攝影。現(xiàn) 在的航空攝影機(jī)只能在天氣良好、光照充足的白天進(jìn)行，同時(shí)還要選擇一定的太陽(yáng)高度角， 才能獲得滿(mǎn)意的地面影像。因此，在許多地區(qū)， 一年中能進(jìn)行航空攝影的天氣還到不了全年 總天數(shù)的1/3，而作業(yè)人員，大部分時(shí)間都消耗在漫長(zhǎng)的等待天氣過(guò)程中。有了激光夜攝航 空數(shù)碼相機(jī)，只要是適合飛機(jī)飛行的天氣，就都能進(jìn)行航空攝影。也就是，可以不管是白天 還是黑夜，不管太陽(yáng)高度角是高還是低，都可以抓緊時(shí)間，在變天以前，把航空攝影任務(wù)完 成。
激光夜攝航空數(shù)碼相機(jī)可以完成從空中進(jìn)行對(duì)地觀測(cè)和遙感任務(wù)。激光夜攝航空數(shù)碼相 機(jī)適用于在不同航高下的航拍，以便獲得黑白、黑白紅外航空遙感影像、鳥(niǎo)瞰景觀影像及用 于測(cè)繪制圖的航空影像。并可根據(jù)用戶(hù)要求提供產(chǎn)品成果。這些產(chǎn)品可以是原始影像、曬印 照片、放大照片、沙盤(pán)等。
用原始影像可進(jìn)行數(shù)字影像制圖、數(shù)字測(cè)圖、編制影像平面、地形圖、各種專(zhuān)題地圖。 用于GIS地理信息系統(tǒng)及數(shù)字城市工程及數(shù)字城市工程建設(shè)中的軟件開(kāi)發(fā)，圖像數(shù)據(jù)處理、 建立數(shù)據(jù)庫(kù)等。
可為大、中、小城市的城鎮(zhèn)規(guī)劃、房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)、城鄉(xiāng)土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、數(shù)字化開(kāi)發(fā)、
3信息綜合利用、大比例尺地圖測(cè)繪、大型工程場(chǎng)地建設(shè)評(píng)價(jià)、能源交通工程勘察研究、森林 動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、水利工程前期規(guī)劃設(shè)計(jì)、地質(zhì)礦產(chǎn)勘測(cè)定位、環(huán)境監(jiān)測(cè)保護(hù)、考古與文物保護(hù)、 旅游風(fēng)景區(qū)建設(shè)及保護(hù)、突發(fā)性應(yīng)急反應(yīng)、農(nóng)業(yè)估產(chǎn)及空間信息建設(shè)等提供基礎(chǔ)信息服務(wù)， 為實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)信息更新，為政府決策提供科學(xué)依據(jù)服務(wù)。
在軍事上，可以完成夜間對(duì)敵方進(jìn)行航空攝影偵察的任務(wù)。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本實(shí)用新型的整機(jī)結(jié)構(gòu)布局圖。 圖中1 一保溫層
2 —相機(jī)結(jié)構(gòu)件、控制器和外殼
3 —階梯式電子前移補(bǔ)償
4 一大面陣CCD器件
5 --攝影物鏡(攝影光學(xué)系統(tǒng))
6 --帶溫度補(bǔ)償鏡筒
7 --消煙霧濾光鏡，含阻斷熱交換層
8 —攝影光軸指向校正系統(tǒng)
9 一大功率半導(dǎo)體激光器
圖2-l是本實(shí)用新型的光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式
圖2-2是本實(shí)用新型的光學(xué)系統(tǒng)畸變曲線(xiàn)
圖2-3是本實(shí)用新型的光學(xué)系統(tǒng)MTF曲線(xiàn)。 圖3是本實(shí)用新型的整機(jī)控制流程原理圖。 圖4是本實(shí)用新型的激光照明原理圖。
具體實(shí)施方式
在圖1中，由階梯式電子前移補(bǔ)償機(jī)構(gòu)、攝影物鏡(攝影光學(xué)系統(tǒng))、大功率半導(dǎo)體激光 器(4個(gè))、相機(jī)結(jié)構(gòu)件、控制器和外殼等構(gòu)成了本實(shí)用新型的激光夜攝航空數(shù)碼相機(jī)。激 光夜攝航空數(shù)碼相機(jī)能按分幅成像方式對(duì)地面景物照相。相機(jī)的安裝使鏡身的光軸處在飛機(jī) 飛行方向的垂直平面中。地物的反射光經(jīng)物鏡光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)入鏡筒，在位于焦平面上的CCD 器件光敏面成像，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后進(jìn)行處理后，將信號(hào)儲(chǔ)存并輸出。
圖2是本實(shí)用新型的激光夜攝航空數(shù)碼相機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。這是個(gè)高質(zhì)量的成像系統(tǒng)， 寬的光譜帶和寬的視場(chǎng)角、大的相對(duì)孔徑是本實(shí)用新型必須的，同時(shí)也都直接影響著光學(xué)系 統(tǒng)的選型和光學(xué)設(shè)計(jì)。微光夜攝航空數(shù)碼相機(jī)使用了非對(duì)稱(chēng)的廣角的物鏡型式，從而自動(dòng)地 消除了橫向像差，如彗差、畸變等，即如果目標(biāo)物在無(wú)限遠(yuǎn)時(shí)，會(huì)使完全對(duì)稱(chēng)的物鏡型式 失去對(duì)稱(chēng)性，同樣也可以消除或減少橫向像差。但是，對(duì)稱(chēng)性的物鏡型式的角放大率接近為1 左右，即物方視場(chǎng)角與像方視場(chǎng)角幾乎相同。
在圖3中，給出了本實(shí)用新型的整機(jī)控制流程原理。從圖可以看出，相機(jī)控制系統(tǒng)由像 移補(bǔ)償指令電路和相機(jī)控制管理電路等組成，還有相應(yīng)的配套的接插組件、電纜網(wǎng)和分線(xiàn)盒 等。本實(shí)用新型的整機(jī)控制的主要功能是按照技術(shù)要求的規(guī)定，準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)并控制相機(jī)及其 有關(guān)部件的各個(gè)動(dòng)作；接收并執(zhí)行各項(xiàng)指令和發(fā)送相機(jī)的各種信號(hào)等。對(duì)光機(jī)結(jié)構(gòu)的控制系 統(tǒng)包括調(diào)焦控制電路、像移控制電路、遙測(cè)遙控電路、供配電控制電路等，實(shí)現(xiàn)調(diào)焦機(jī)構(gòu)的 動(dòng)作和鎖定控制；像移補(bǔ)償?shù)目刂?；接收并?zhí)行飛機(jī)操作員的各項(xiàng)指令和發(fā)送相機(jī)的各種信 號(hào)等。
圖4是大功率半導(dǎo)體激光器主動(dòng)對(duì)目標(biāo)照明的適用于夜間進(jìn)行戰(zhàn)術(shù)攝影偵察的航空數(shù)碼相機(jī)。它有4個(gè)激光照明器和1臺(tái)大孔徑航空數(shù)碼相機(jī)組成。其激光照明器性能指標(biāo)為波
長(zhǎng)850nm (近紅外，不可見(jiàn))，功率4X10W，同時(shí)，把激光照明反差降低到不易被發(fā)覺(jué)的 程度，并用超高頻電流驅(qū)動(dòng)激光器，使激光易于實(shí)現(xiàn)光調(diào)制。
權(quán)利要求1、激光夜攝航空數(shù)碼相機(jī)，是一種夜間進(jìn)行航空攝影的空中照相裝置，其特征是它是由高清晰度、高分辨率、大孔徑、近紅外光學(xué)鏡頭所組成的相機(jī)光學(xué)系統(tǒng)，以及4個(gè)激光照明器組成；該裝置還具有階梯式電子前移補(bǔ)償功能的低噪聲、小象元數(shù)碼后背。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微光夜攝航空數(shù)碼相機(jī)，其特征是相機(jī)光學(xué)系統(tǒng)采用了非對(duì) 稱(chēng)的廣角物鏡型式。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微光夜攝航空數(shù)碼相機(jī)，其特征是選擇0.85um單色譜段大功率半導(dǎo)體激光照明器來(lái)用作主動(dòng)照明，激光照明反差降低，并用超高頻電流驅(qū)動(dòng)激光器。
專(zhuān)利摘要一種夜間攝影用的航空數(shù)碼相機(jī)，它采用大功率半導(dǎo)體激光器主動(dòng)對(duì)地面目標(biāo)進(jìn)行照明的和大相對(duì)孔徑的鏡頭，適用于無(wú)月光、有薄霧的夜間以及陰暗的白天進(jìn)行空中照相的航空數(shù)碼相機(jī)。使航空攝影節(jié)省大量的等候天氣時(shí)間、能抓拍到最有利于表現(xiàn)目標(biāo)特性的攝影時(shí)間。
文檔編號(hào)G01C11/00GK201298131SQ20082011121
公開(kāi)日2009年8月26日 申請(qǐng)日期2008年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月24日
發(fā)明者琪 余, 姚毅剛, 張國(guó)瑞, 張聲榮, 徐淮南, 熊立民, 程培坤, 鑫 郝, 郭振江 申請(qǐng)人:北京廣元時(shí)代科技發(fā)展有限公司