无人机用摄像机分辨力检测装置及方法与流程

文档序号:13612338阅读:286来源:国知局
无人机用摄像机分辨力检测装置及方法与流程

本发明涉及无人机摄像领域,尤其涉及无人机摄像测试领域,具体是指一种无人机用摄像机分辨力检测装置及方法。



背景技术:

无人机用摄像机是一种长焦距、高分辨率、工作在大侧倾角条件下的摄像系统。这个系统在飞行运动中会对摄像机的成像质量产生影响,主要有以下几个因素:

(1)光学镜头,光学镜头的像差是不可避免的,尤其是在飞行过程中,温度、压力、机械应力、变形等都会降低镜头性能;

(2)变焦系统,自动变焦系统会引起离焦,而在飞行摄像过程中窗口前气流不均匀,照相窗口两侧压力不同,也会给系统造成附加的离焦量,而该离焦量是自动调焦系统所无法补偿的;

(3)成像移动,在无人机高速飞行摄像过程中,图像画面是通过光学镜头成像在传感器上,没有相对运动是不可能的,而在成像过程中产生的冲击振动,也是造成图像模糊的重要因素;

(4)无人机飞行运动所引起的振动,空中气流的变化引起无人机的抖动、大气透过性能等,都会影响摄像机图像质量。鉴于上述因素,无人机航拍摄像机在动态工作状态下的分辨率将比摄像机在静态下测得的分辨率要低。

除此之外,还有一个更重要的原因,摄像机在曝光时间内图像发生运动时,图像的调制对比度比没有运动的图像的调制对比度低,成像质量下降。也就是说,摄像机在飞行运动时拍摄的图像分辨力比静态图像分辨力要低。按照常规静态摄像机的方法是不够的,为全面检测无人机用摄像机的分辨力,必须检测无人机用摄像机的动态分辨力。

目前国家出台了ga/t1128-2013《安全防范视频监控高清晰度摄像机测量方法》,该行业标准上并无针对动态测试的摄像机分辨力测量方法,为了在地面实验室完成对飞行运动中的摄像机性能检测,设计相应检测装置及方法将填补这一领域的空白。



技术实现要素:

本发明的目的是克服上述现有技术的缺点,提供一种适用于视频监控检测领域的无人机用摄像机分辨力检测装置及方法。

为了实现上述的目的,本发明的无人机用摄像机分辨力检测装置及方法具体如下:

该无人机用摄像机分辨力检测装置,其主要特征是,包括飞行姿态模拟装置、无限远目标模拟装置、动态图像发生装置和多倾侧角测试联动装置,其中,

所述的飞行姿态模拟装置用于固定被测摄像机,并模拟无人机的飞行姿态;

所述的多视场测试联动装置用于模拟无人机多侧倾角方向的飞行摄像;

所述的无限远目标模拟装置用于模拟无限远目标以及调校平行光管光轴位置;

所述的动态图像发生装置用于模拟无人机的飞行速度;

所述的动态图像发生装置和无限远目标模拟装置分别安装在所述的多倾侧角测试联动装置的底部和顶部,由所述的多倾侧角测试联动装置实现所述的动态图像发生装置和无限远目标模拟装置的联动,所述的飞行姿态模拟装置安装在所述的多倾侧角测试联动装置的上方。

较佳地,所述的飞行姿态模拟装置、无限远目标模拟装置、动态图像发生装置、多倾侧角测试联动装置都连接至一任务主机,并由所述的任务主机对各装置进行控制,所述的多倾侧角测试联动装置控制所述的动态图像发生装置和所述的无限远目标模拟装置进行联动。

更佳地,所述的飞行姿态模拟装置包括与所述的任务主机相连接的角度控制系统,该角度控制系统包括可控制的航偏轴、横滚轴和俯仰轴,由所述的任务主机对所述的航偏轴、横滚轴和俯仰轴进行控制。

更佳地,所述的无限远目标模拟装置包括平行光管和标准摄像机,以实现对无限远目标的模拟,以及调校平行光管光轴位置。

尤佳地,所述的平行光管的焦距大于或等于被测摄像机镜头的焦距的三倍,所述的标准摄像机具有大视角场的标准摄像机。

尤佳地,所述的动态图像发生装置包括动态图像分辨力测试卡、直线电机、导轨及标准光源,其中,所述的动态图像分辨力测试卡放置在导轨上,由直线电机带动导轨使放置在导轨上的图像分辨力测试卡匀速运动,实现对无人机的飞行速度的模拟,所述的图像分辨力测试卡置于平行光管的焦平面位置,所述的标准光源的数目为两个,分置于所述的动态图像发生装置的上部空间两侧。

甚佳地,所述的图像分辨力测试卡包括国标的标准测试图片、行标的标准测试图片和军标的标准测试图片;所述的直线电机控制导轨进行匀速直线往复运动,其速度范围涵盖高速段和低速段,且所述的标准光源的照度可调。

尤佳地,所述的多倾侧角测试联动装置包括平行光管支架和三轴转动装配件,所述的多倾侧角测试联动装置控制所述的无限远目标模拟装置和动态图像发生装置进行联动,从而模拟无人机的各侧倾角方向的飞行摄像。

基于上述无人机用摄像机分辨力检测装置实现无人机用摄像机分辨力检测的方法,其主要特点是,所述的方法包括以下步骤:

(1)在所述的分辨力检测装置上安装被测摄像机,并设定测试条件;

(2)控制被测摄像机与地面正下方中心呈不同的侧倾角,测试该被测摄像机在不同侧倾角下的动态分辨能力。

较佳地,所述的飞行姿态模拟装置、无限远目标模拟装置、动态图像发生装置、多倾侧角测试联动装置都连接至一任务主机,且所述的任务主机对各装置进行控制,所述的动态图像发生装置和无限远目标模拟装置均设置于所述的多倾侧角测试联动装置上,由所述的多倾侧角测试联动装置控制所述的动态图像发生装置和所述的无限远目标模拟装置进行三轴联动。

更佳地,所述的飞行姿态模拟装置、无限远目标模拟装置、动态图像发生装置、多倾侧角测试联动装置都连接至一任务主机,并由所述的任务主机对各装置进行控制,所述的多倾侧角测试联动装置控制所述的动态图像发生装置和所述的无限远目标模拟装置进行联动;

所述的无限远目标模拟装置包括平行光管和标准摄像机,以实现对无限远目标的模拟,以及调校平行光管光轴位置;

所述的动态图像发生装置包括动态图像分辨力测试卡、直线电机、导轨及标准光源,其中,所述的动态图像分辨力测试卡放置在导轨上,由直线电机带动导轨使放置在导轨上的图像分辨力测试卡匀速运动,实现对无人机的飞行速度的模拟,所述的图像分辨力测试卡置于平行光管的焦平面位置,所述的标准光源的数目为两个,分置于所述的动态图像发生装置的上部空间两侧;所述的直线电机控制导轨进行匀速直线往复运动,其速度范围涵盖高速段和低速段,且所述的标准光源的照度可调。

尤佳地,所述的步骤(2)为:

(2.1)由所述的任务主机控制所述的飞行姿态模拟装置,使安装于所述的飞行姿态模拟器上的被测摄像机的镜头的光轴与地面正下方中心呈一定的侧倾角;

(2.2)打开所述的动态图像发生装置的标准光源,根据被测摄像机要求,将该标准光源的色温设置的与被测摄像机相匹配;

(2.3)打开所述的无限远目标模拟装置的标准摄像机,通过任务主机的显示器实时监看所述的标准摄像机所摄图像画面,定位被测摄像机所处的姿态位置,并根据被测摄像机的姿态位置调校多倾侧角测试联动装置的空间位置,以进行平行光管微调和精密校准;

(2.4)由任务主机控制多倾侧角测试联动装置对平行光管进行微调,通过监看被测摄像机所摄图像画面,将平行光管的光轴与被测摄像机的侧倾角方向重合,使分辨力测试图卡的中心垂线、平行光管光轴、被测摄像机的中心垂线完全重合,分辨力测试图卡完全呈现在被测摄像机的图像画面中;

(2.5)调节所述的被测摄像机的焦距,通过变焦、聚焦使任务主机的显示器上所显示的测试图像刚好充满全屏幕,并由所述的任务主机控制直线电机带动导轨进行匀速运动,且导轨的运动速度由无人机飞行的速度和高度的比值以及平行光管的焦距确定;

(2.6)具有一定运动速度的动态图像分辨力测试卡通过标准光源的照射,经过无限远目标模拟装置,再经由被测摄像机对其抓拍图像,通过目测法判读抓拍图像中心楔上能分辨的线数,获取被测摄像机的动态分辨力;

(2.7)通过图像质量分析软件对被测摄像机的抓拍图像进行分辨力mtf50p测试分析,并通过目测法主观判读值和软件测得的mtf50p值进行结果比对,判断测试结果的真实有效性,并在确定测试结果真实有效的情况下对该测试结果进行输出。

甚佳地,所述的导轨的运动速度由无人机飞行的速度和高度的比值以及平行光管的焦距确定具体为:

其中,所述的v'为所述的导轨的运动速度,f'为平行光管的焦距,v为该摄像机分辨力检测装置所需模拟的无人机的飞行速度,h为该摄像机分辨力检测装置所需模拟的无人机的飞行高度,θ为被测摄像机的镜头的光轴与地面正下方中心所呈侧倾角。

采用该无人机用摄像机分辨力检测装置及方法,能够在地面实验室完成对处于飞行运动中的摄像机性能检测,并能够提供无人机的飞机姿态运动和前向运动,来模拟摄像机在无人机上所处的各个姿态下大倾侧角的摄像状态;另由于无人机用摄像机的可视角度很大,本发明的方法部分还对无人机用摄像机的可视角度进行全面检测,包括摄像机正下方处0°倾侧角,以及其他姿态下特定点位置的大倾侧角的θ方向。本发明中的装置可根据检测要求,模拟无人机用摄像机的不同工作姿态,并可对此姿态下摄像机各倾侧角位置处的动态分辨力进行检测。

附图说明

图1为本发明的无人机用摄像机分辨力检测装置的系统组成示意图。

图2为本发明的无人机用摄像机分辨力检测装置的系统工作原理框图。

图3为本发明的无人机用摄像机分辨力检测装置的飞行姿态模拟装置结构图示意图。

图4为本发明的无人机用摄像机分辨力检测装置的测试卡示意图。

图5为本发明的无人机用摄像机分辨力检测装置的多倾侧角测试联动装置结构示意图。

图6为本发明的无人机用摄像机分辨力检测装置的联动装置三轴转动结构示意图。

图7为本发明的无人机用摄像机分辨力检测装置的平行光管支架示意图。

附图标记

1内环框架

2动态图像发生装置组件

3外环转轴

4内环框架

5内环转轴

6方向转轴

7底座

8飞行姿态模拟装置

9被测摄像机

10标准摄像机

11无限远目标模拟装置

12多倾侧角测试联动系统

13标准光源

14动态图像发生装置

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用技术内容,特举以下实施例详细说明。

该无人机用摄像机分辨力检测装置包括飞行姿态模拟装置8、无限远目标模拟装置11、动态图像发生装置14和多倾侧角测试联动装置12,其中,

所述的飞行姿态模拟装置8用于固定被测摄像机9,并模拟无人机的飞行姿态;

所述的多视场测试联动装置用于模拟无人机多侧倾角方向的飞行摄像;

所述的无限远目标模拟装置11用于模拟无限远目标以及调校平行光管光轴位置;

所述的动态图像发生装置14用于模拟无人机的飞行速度;

所述的动态图像发生装置14和无限远目标模拟装置11分别安装在所述的多倾侧角测试联动装置12的底部和顶部,由所述的多倾侧角测试联动装置12实现所述的动态图像发生装置14和无限远目标模拟装置11的联动,所述的飞行姿态模拟装置8安装在所述的多倾侧角测试联动装置12的上方。

在一种较佳的实施例中,所述的飞行姿态模拟装置8、无限远目标模拟装置11、动态图像发生装置14、多倾侧角测试联动装置12都连接至一任务主机,并由所述的任务主机对各装置进行控制,所述的多倾侧角测试联动装置12控制所述的动态图像发生装置14和所述的无限远目标模拟装置进行联动。

在一种更佳的实施例中,所述的飞行姿态模拟装置8包括与所述的任务主机相连接的角度控制系统,该角度控制系统包括可控制的航偏轴、横滚轴和俯仰轴,由所述的任务主机对所述的航偏轴、横滚轴和俯仰轴进行控制。

在一种更佳的实施例中,所述的无限远目标模拟装置11包括平行光管和标准摄像机10,以实现对无限远目标的模拟,以及调校平行光管光轴位置。

在一种尤佳的实施例中,所述的平行光管的焦距大于或等于被测摄像机9镜头的焦距的三倍,所述的标准摄像机10具有大视角场的标准摄像机10。

在一种尤佳的实施例中,所述的动态图像发生装置14包括动态图像分辨力测试卡、直线电机、导轨及标准光源13,其中,所述的动态图像分辨力测试卡放置在导轨上,由直线电机带动导轨使放置在导轨上的图像分辨力测试卡匀速运动,实现对无人机的飞行速度的模拟,所述的图像分辨力测试卡置于平行光管的焦平面位置,所述的标准光源13的数目为两个,分置于所述的动态图像发生装置14的上部空间两侧。

在一种甚佳的实施例中,所述的图像分辨力测试卡包括国标的标准测试图片、行标的标准测试图片和军标的标准测试图片;所述的直线电机控制导轨进行匀速直线往复运动,其速度范围涵盖高速段和低速段,且所述的标准光源13的照度可调。

在一种尤佳的实施例中,所述的多倾侧角测试联动装置12包括平行光管支架和三轴转动装配件,所述的多倾侧角测试联动装置12控制所述的无限远目标模拟装置11和动态图像发生装置14进行联动,从而模拟无人机的各侧倾角方向的飞行摄像。

基于上述无人机用摄像机分辨力检测装置实现无人机用摄像机分辨力检测的方法,其主要特点是,所述的方法包括以下步骤:

(1)在所述的分辨力检测装置上安装被测摄像机9,并设定测试条件;

(2)控制被测摄像机9与地面正下方中心呈不同的侧倾角,测试该被测摄像机9在不同侧倾角下的动态分辨能力。

在一种较佳的实施例中,所述的飞行姿态模拟装置8、无限远目标模拟装置11、动态图像发生装置14、多倾侧角测试联动装置12都连接至一任务主机,且所述的任务主机对各装置进行控制,所述的动态图像发生装置14和无限远目标模拟装置均设置于所述的多倾侧角测试联动装置12上,由所述的多倾侧角测试联动装置12控制所述的动态图像发生装置14和所述的无限远目标模拟装置进行三轴联动。

在一种更佳的实施例中,所述的飞行姿态模拟装置8、无限远目标模拟装置11、动态图像发生装置14、多倾侧角测试联动装置12都连接至一任务主机,并由所述的任务主机对各装置进行控制,所述的多倾侧角测试联动装置12控制所述的动态图像发生装置14和所述的无限远目标模拟装置进行联动;

所述的无限远目标模拟装置11包括平行光管和标准摄像机10,以实现对无限远目标的模拟,以及调校平行光管光轴位置;

所述的动态图像发生装置14包括动态图像分辨力测试卡、直线电机、导轨及标准光源13,其中,所述的动态图像分辨力测试卡放置在导轨上,由直线电机带动导轨使放置在导轨上的图像分辨力测试卡匀速运动,实现对无人机的飞行速度的模拟,所述的图像分辨力测试卡置于平行光管的焦平面位置,所述的标准光源13的数目为两个,分置于所述的动态图像发生装置14的上部空间两侧;所述的直线电机控制导轨进行匀速直线往复运动,其速度范围涵盖高速段和低速段,且所述的标准光源13的照度可调。

在一种尤佳的实施例中,所述的步骤(2)为:

(2.1)由所述的任务主机控制所述的飞行姿态模拟装置8,使安装于所述的飞行姿态模拟器上的被测摄像机9的镜头的光轴与地面正下方中心呈一定的侧倾角;

(2.2)打开所述的动态图像发生装置14的标准光源13,根据被测摄像机9要求,将该标准光源13的色温设置的与被测摄像机9相匹配;

(2.3)打开所述的无限远目标模拟装置11的标准摄像机10,通过任务主机的显示器实时监看所述的标准摄像机10所摄图像画面,定位被测摄像机9所处的姿态位置,并根据被测摄像机9的姿态位置调校多倾侧角测试联动装置12的空间位置,以进行平行光管微调和精密校准;

(2.4)由任务主机控制多倾侧角测试联动装置12对平行光管进行微调,通过监看被测摄像机9所摄图像画面,将平行光管的光轴与被测摄像机9的侧倾角方向重合,使分辨力测试图卡的中心垂线、平行光管光轴、被测摄像机9的中心垂线完全重合,分辨力测试图卡完全呈现在被测摄像机9的图像画面中;

(2.5)调节所述的被测摄像机9的焦距,通过变焦、聚焦使任务主机的显示器上所显示的测试图像刚好充满全屏幕,并由所述的任务主机控制直线电机带动导轨进行匀速运动,且导轨的运动速度由无人机飞行的速度和高度的比值以及平行光管的焦距确定;

(2.6)具有一定运动速度的动态图像分辨力测试卡通过标准光源13的照射,经过无限远目标模拟装置11,再经由被测摄像机9对其抓拍图像,通过目测法判读抓拍图像中心楔上能分辨的线数,获取被测摄像机9的动态分辨力;

(2.7)通过图像质量分析软件对被测摄像机9的抓拍图像进行分辨力mtf50p测试分析,并通过目测法主观判读值和软件测得的mtf50p值进行结果比对,判断测试结果的真实有效性,并在确定测试结果真实有效的情况下对该测试结果进行输出。

在一种甚佳的实施例中,所述的导轨的运动速度由无人机飞行的速度和高度的比值以及平行光管的焦距确定具体为:

其中,所述的v'为所述的导轨的运动速度,f'为平行光管的焦距,v为该摄像机分辨力检测装置所需模拟的无人机的飞行速度,h为该摄像机分辨力检测装置所需模拟的无人机的飞行高度,θ为被测摄像机9的镜头的光轴与地面正下方中心所呈侧倾角。

在一种具体实施方式中,无人机用摄像机在实际工作时,是装载于高速飞行的无人机底部,对地面景物进行拍摄。因此,在实验室对其检测过程中,需要提供飞机姿态运动和前向运动的工作环境,来模拟摄像机在无人机上所处的各个姿态下大倾侧角的摄像状态;另外还需要提供摄像机拍摄的无限远动态目标的动态图像测试卡。与此同时,由于无人机用摄像机的可视角度很大,为对其进行全面检测,不仅对摄像机正下方处0°倾侧角内的分辨力进行检测,还要对飞机其他姿态下特定点位置的大倾侧角θ方向的分辨力进行检测。本发明可根据检测要求,模拟无人机用摄像机的不同工作姿态,并可对此姿态下摄像机各倾侧角位置处的动态分辨力进行检测。

该检测装置由任务主机控制,在具体实施例中,任务主机具有显示界面,用来检测过程中由标准摄像机和被测摄像机所摄制的图像,且所述的检测装置包括四个装置,分别为飞行姿态模拟装置8、无限远目标模拟装置11、动态图像发生装置14、多倾侧角测试联动装置12。系统组成示意图如图1所示,原理框图如图2所示,该检测装置工作原理如下:

被测摄像机9固定在飞行姿态模拟装置8上,由任务主机控制飞行姿态模拟装置8来模拟飞行姿态(俯仰、偏航、横滚);由任务主机控制多视场测试联动装置来模拟各倾侧角方向的飞行摄像;无限远目标模拟装置11由焦距1000mm的平行光管和大视场角标准摄像机10组成,用来模拟无限远目标以及快速调校平行光管光轴位置;动态图像发生装置14由动态图像分辨力测试卡、直线电机、导轨及反射式光源组成,直线电机带动导轨使图像分辨力测试卡高/低速匀速运动用以模拟各类飞行速度,测试卡置于平行光管的焦平面位置,高速运动的动态图像分辨力测试卡通过反射式光源的照射,经过无限远目标模拟装置11,再经由被测摄像机9对其抓拍图像,通过目测法判读任务主机监视器上的图像中心楔上能分辨的线数,即可测试出摄像机的动态分辨力,同时也可通过图像质量分析软件对所抓拍的测试图像进行客观分辨力测试(经验表明图像分辨力可用mtf最大值50%(mtf50p)的空间频率来表示)。通过目测法主观判读值和软件测得的mtf50p值进行结果比对,确保测试结果真实有效性。

飞行姿态模拟装置8:如图3所示,无人机用摄像机实际工作时,是被固定安装在无人机底部,因此飞机飞行过程中的横滚、偏航、俯仰都会影响相机的成像质量,这就要求摄像机具有补偿飞机姿态变化引起的成像误差的功能。补偿的效果如何,需要通过实验对其检测,因而需要一套模拟飞机不同横滚、偏航和俯仰运动的飞行姿态模拟装置8,它为摄像机提供一个安装在飞机上的工作环境。飞行姿态模拟装置8的结构示意图如图3所示,摄像机由角度控制系统带动,可绕偏航轴、横滚轴、俯仰轴进行转动,实时位置信息可通过角度控制系统实时反馈给任务主机。

无限远目标模拟装置11:它由大视场平行光管和大视场标准摄像机10组成,分辨力检测要求平行光管的焦距应该比待测镜头长至少3倍,根据飞行要求,平行光管的焦距为1000m,物镜口径为100mm。由于无人机用摄像机为大视场角类摄像机,因此平行光管的视场角要求为5°,已属于较大视场的平行光管。为了更方便测试,并能够更快速调校被测摄像机9朝向与平行光管光轴重合,在平行光管上装载大视场标准摄像机10,通过实时反馈到主机的标准摄像机10图像快速定位调校方位。在具体实施例中,装载平行光管的支架如图7所示。

动态图像发生装置14:动态图像发生装置14由动态图像分辨力测试卡、直线电机、导轨及反射式光源组成,图像分辨力测试卡由国标、行标、军标的标准测试图片拼接成尺带形状放置于导轨之上,同时需要位于平行光管的焦平面处,直线电机控制导轨匀速直线往复运动,速度范围需涵盖高速段和低速段。标准光源13的照度范围在10lx~10000lx可调,测试卡如图4所示,可直接目视法判读分辨力,亦可通过第三方软件对黑白斜边分析得到mtf50p。测试图卡左右相连拼接而成置于导轨上,由于平行光管物镜口径为100mm,所以测试图卡对角线的最大直径为100mm,测试图卡的宽度为70mm,为了留有足够的余量,复制拼接后长度为210mm。

多倾侧角测试联动装置12:由于无人机装载的摄像机工作时的下方可视范围很大,为对其进行各摄像机各倾侧角位置的检测,不仅对摄像机正下方视场内动态分辨力进行检测,还要对飞机其他姿态下特定倾侧角位置的分辨力进行检测。这就要求无限远目标模拟装置11可与动态图像发生装置14可实时联动,并可绕被测摄像机9位置点在同一平面内各方向上转动一定夹角θ,该联动装置如图5所示,由平行光管支架、三轴转动装配件组成。三轴转动装配示意图如图6所示,包括内环框架1、动态图像发生装置14组件2、外环转轴3、内环框架4、内环转轴5、方向转轴6和底座7。

具体功能要求:

(1)模拟飞机的飞行姿态:偏转角的工作范围:±12°,角速度范围:1°/s~5°/s;

(2)提供摄像机拍摄的动态图像分辨力目标:焦距为1000mm的平行光管,相对孔径为1/10,视场角为5°,匀速直线运动瞬时速度误差需达到1.5mm/s。

(3)提供联动装置满足各视场位置测试要求,可旋转角度±60°。

(4)任务主机完成动态分辨率检测装置的总体控制,实现对飞行姿态模拟装置8、动态图像发生装置14、多倾侧角测试联动装置12的同步控制。

(5)任务主机可完成被测摄像机9和标准摄像机10的实时画面监看、录像、抓拍等基本功能。

在一种具体实施方式中,无人机用摄像机动态分辨力检测方法包括以下步骤:

(1)设定测试条件,在对摄像机动态分辨力进行检测之前,需先确认被测摄像机9的设定条件、环境条件以及摄像条件,要求如下所示:

①被测摄像机9的设定条件见下表:

②测试环境要求,试验应在下列环境条件下进行:

a.环境温度:15℃至35℃

b.相对湿度:45%至75%

c.大气压强:86kpa至106kpa

③摄像条件

a.动态图像分辨力测试图卡的照度应为:2000±100lx;

b.动态图像分辨力测试图卡的照度不均匀性应小于5%;

c.反射光源色温可为:3100±100k、5100±100k、6500±100k;

d.白平衡应手动置于3100±100k、5100±100k、6500±100k或自动模式;

e.被测摄像机9拍摄动态分辨力测试图卡时,在显示器上所显示的测试图像应刚好充满全屏幕;

f.被测摄像机9聚焦控制应为手动或自动方式,而且调至最佳聚焦;

g.被测摄像机9光圈控制应为自动或者手动方式;

h.检测设备任务主机显示器的分辨能力要大于被测摄像机9的分辨力。

(2)飞行时被测摄像机9朝向地面正下方中心不同侧倾角时检测被测摄像机9的动态分辨力,其中,飞行时被测摄像机9朝向地面正下方中心0°侧倾角时检测被测摄像机9的动态分辨力的具体步骤如下:

①由任务主机控制姿态模拟装置的传感器,使被测摄像机9光学镜头光轴与地面成90°夹角,即飞机飞行时摄像机超向地面正下方中心0°侧倾角时动态分辨力检测;

②打开动态图像发生装置14的标准光源13,根据被测摄像机9要求,将标准光源13的色温设置与被测摄像机9相匹配,且所述的标准光源13在一种具体实施例中为反射式标准光源13,无特殊要求时选用3100±100k色温光源;并将动态分辨力测试图卡中心位置的照度值调整至2000±100lx;

③打开无限远目标模拟装置11的标准摄像机10,通过任务主机显示器可实时监看标准摄像机10所传图像画面,标准摄像机10配备8mm焦距的标准镜头、1/3”传感器,视场角可达40°(选用此参数的标准摄像机10是由于此焦距的镜头畸变小、视场角大、便于调试),通过实时监看图像画面可快速定位被测摄像机9所处的姿态位置,并调校多倾侧角测试联动装置12的空间位置,便于后续视场角为5°的平行光管微调并精密校准;

④由任务主机控制多倾侧角测试联动装置12微调,平行光管的视场角为5°,通过监看被测摄像机9的监看画面,将平行光管光轴与被测摄像机0°侧倾角方向重合。即通过联动装置的三轴微调,使分辨力测试图卡完全成现在被测摄像机9的图像画面中;

⑤调节被测摄像机9焦距,通过变焦、聚焦使在显示器上所显示的测试图像刚好充满全屏幕,打开动态图像发生装置14电源,由任务主机控制直线电机带动导轨匀速运动,运动速度由飞机飞行的速度和高度的比值以及平行光管的焦距确定。f'为平行光管的焦距,v为该分辨力检测装置所需模拟的无人机的飞行速度,h为该分辨力检测装置所需模拟的无人机的飞行高度,θ为被测摄像机9的镜头的光轴与地面正下方中心所呈侧倾角,则焦平面处的动态目标移动速度v'为:

根据无人机常用性能参数,选定高度h,以及在飞机油门保持中立(无高度变化)、升降或副翼杆最大时的飞行速度v(max),再根据θ以及上述公式算出v',并通过任务主机将动态分辨率板的速度调节至v'(max)。同理,也可得到低速的分辨力测试图卡的运动速度v'(min,lowspeed);

⑥运动速度为v'的动态图像分辨力测试卡通过反射式光源的照射,经过无限远目标模拟装置11,再经由被测摄像机9对其抓拍图像,通过目测法判读抓拍图像中心楔上能分辨的线数,即可测出摄像机的动态分辨力;

⑦通过第三方图像质量分析软件对所抓拍的测试图像进行分辨力mtf50p测试分析,通过静态分辨力测试经验表明,图像分辨力可用mtf最大值50%(mtf50p)的空间频率来表示,即mtf50p所测结果应与目测法判读结果一致。通过目测法主观判读值和软件测得的mtf50p值进行结果比对,确保测试结果真实有效性。

飞行时被测摄像机9朝向地面正下方中心45°侧倾角时检测被测摄像机9的动态分辨力的具体步骤如下:

①由任务主机控制姿态模拟装置的传感器,使被测摄像机9光学镜头光轴与地面成45°夹角,即飞机飞行时摄像机超向地面正下方中心45°侧倾角时动态分辨力检测;

②打开标准光源13,根据被测摄像机9要求,将标准光源13的色温设置与被测摄像机9相匹配,无特殊要求时选用3100±100k色温光源;并将测卡中心位置的照度值调整至2000±100lx;

③打开标准摄像机10,通过任务主机显示器可实时监看标准摄像机10所传图像画面,标准摄像机10配备8mm焦距的标准镜头、1/3”传感器,视场角可达40°(选用此参数的标准摄像机10是由于此焦距的镜头畸变小、视场角大、便于调试),通过40°视场角的标准摄像机10的实时监看图像画面,5°视场角的平行光管可快速定位被测摄像机9所处的大概姿态位置;

④由任务主机控制多倾侧角测试联动装置12进行微调,平行光管的视场角为5°,通过监看被测摄像机9的监看画面,将平行光管光轴与被测摄像机945°侧倾角方向重合,即通过联动装置的三轴微调,使分辨力测试图卡的中心垂线、平行光管光轴、被测摄像机9中心垂线完全重合,测试卡完全在被测摄像机9的图像画面中;

⑤调节被测摄像机9焦距,通过变焦、聚焦使在显示器上所显示的测试图像刚好充满全屏幕打开动态图像发生装置14电源,由任务主机控制直线电机带动导轨匀速运动,运动速度由飞机飞行的速度和高度的比值以及平行光管的焦距确定。f'为平行光管的焦距,v为该分辨力检测装置所需模拟的无人机的飞行速度,h为该分辨力检测装置所需模拟的无人机的飞行高度,θ为被测摄像机9的镜头的光轴与地面正下方中心所呈侧倾角,则焦平面处的动态目标移动速度v'为:

根据无人机常用性能参数,选定高度h,以及在飞机油门保持中立(无高度变化)、升降或副翼杆最大时的飞行速度v(max),再根据θ以及上述公式算出v',并通过任务主机将动态分辨率板的速度调节至v'(max)。同理,也可得到低速的分辨力测试图卡的运动速度v'(min,lowspeed);

⑥运动速度为v'的动态图像分辨力测试卡通过反射式光源的照射,经过无限远目标模拟装置11,再经由被测摄像机9对其抓拍图像,通过目测法判读抓拍图像中心楔上能分辨的线数,即可测出摄像机的动态分辨力;

⑦通过第三方图像质量分析软件对所抓拍的测试图像进行分辨力mtf50p测试分析,通过静态分辨力测试经验表明,图像分辨力可用mtf最大值50%(mtf50p)的空间频率来表示,即mtf50p所测结果应与目测法判读结果一致。通过目测法主观判读值和软件测得的mtf50p值进行结果比对,确保测试结果真实有效性。

采用该无人机用摄像机分辨力检测装置及方法,能够在地面实验室完成对处于飞行运动中的摄像机性能检测,并能够提供无人机的飞机姿态运动和前向运动,来模拟摄像机在无人机上所处的各个姿态下大倾侧角的摄像状态;另由于无人机用摄像机的可视角度很大,该技术方案中的方法部分还对无人机用摄像机的可视角度进行全面检测,包括摄像机正下方处0°倾侧角,以及其他姿态下特定点位置的大倾侧角θ方向。本发明中的装置可根据检测要求,模拟无人机用摄像机的不同工作姿态,并可对此姿态下摄像机各倾侧角位置处的动态分辨力进行检测。

在此说明书中,本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是,很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本实用精神和范围。因此,说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

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