一种高分辨率大视场成像方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114217434A(43)申请公布日2022.03.22(21)申请号202111389408.9(22)申请日2021.11.22(71)申请人北京空间机电研究所地址100076北京市丰台区南大红门路1号9201信箱5分箱(72)发明人徐婧苏云俞越焦建超吕红王超韩潇马军张牧尧(74)专利代理机构中国航天科技专利中心11009代理人高志瑞(51)Int.Cl.G02B27/00(2006.01)G02B17/06(2006.01)G06T3/40(2006.01)G06T5/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种高分辨率大视场成像方法(57)摘要本发明公开了一种高分辨率大视场成像方法，所述方法包括如下步骤：步骤一：设计高分辨率大视场计算成像光学系统；步骤二：利用高分辨率大视场计算成像光学系统对目标景物进行成像得到目标景物图像；步骤三：利用图像复原算法对目标景物图像进行图像复原，得到高分辨率大视场图像。本发明解决现有高分辨率大视场成像系统设计复杂、体积重量大、成本高的问题，降低硬件部分的体积、重量、成本，使得设计的高分辨率大视场成像系统更适用于对重量体积要求严格的高分辨率大视场空间光学成像系统。CN114217434ACN114217434A权利要求书1/1页1.一种高分辨率大视场成像方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤一：设计高分辨率大视场计算成像光学系统；步骤二：利用高分辨率大视场计算成像光学系统对目标景物进行成像得到目标景物图像；步骤三：利用图像复原算法对目标景物图像进行图像复原，得到高分辨率大视场图像。2.根据权利要求1所述的高分辨率大视场成像方法，其特征在于：在步骤一中，高分辨率大视场计算成像光学系统包括主镜(2)、次镜(1)、三镜(5)、可编码面(3)和探测器像面(4)；其中，主镜(2)为曲率半径为‑11230mm的反射镜，次镜(1)为曲率半径为‑1908mm的反射镜，主镜(2)和次镜(1)之间的间距为4815mm，三镜(5)为曲率半径为‑2267mm的反射镜,次镜(1)到三镜(5)的距离为7064mm，可编码面(3)到三镜的距离为1324mm，可编码面(3)到探测器像面(4)的距离为1115mm。3.根据权利要求2所述的高分辨率大视场成像方法，其特征在于：可编码面为泽尼克面反射镜。4.根据权利要求1所述的高分辨率大视场成像方法，其特征在于：在步骤一中，可编码面的设计方法包括如下步骤：(11)设计一个同轴反射光学系统，将设计好的光学系统出瞳处加入可编码面；(12)对可编码面赋初值；(13)将同轴反射光学系统的像面进行网格划分得到多个网格区域；(14)同轴反射光学系统对预设目标进行成像得到中间像，以每个网格区域的区域点扩散函数作为去卷积核，对中间像进行去卷积复原得到复原后的图像；(15)以复原后的图像与原始图像间的差异最小为优化目标，以相邻区域点扩散函数差异性最小作为优化正则约束，对可编码面进行优化，直至复原后的图像与原始图像间的差异在预设范围内。5.根据权利要求4所述的高分辨率大视场成像方法，其特征在于：在步骤(12)中，对可编码面的各系数赋初值为0。6.根据权利要求4所述的高分辨率大视场成像方法，其特征在于：在步骤(15)中，复原后的图像与原始图像间的相似度达到90％以上则认为复原后的图像与原始图像间的差异在预设范围内。2CN114217434A说明书1/4页一种高分辨率大视场成像方法技术领域[0001]本发明属于高分辨率大视场空间光学成像系统技术领域，尤其涉及一种高分辨率大视场成像方法。背景技术[0002]高分辨率成像系统一般具有大的口径，大口径成像系统的边缘视场难以得到较好的像质。为解决传统设计方法所带来的高分辨率与大口径难以兼得的问题，常采用的方法有：多孔径成像系统，整机或扫描镜摆扫，采用具有自由曲面的离轴反射光学系统。这些方法可以有效的同时实现高分辨率与大视场。但是对于空间光学成像系统具有重量体积稳定性等限制，上述几种方法，会增加空间光学相机设计装调的难度，增加相机的重量体积，降低相机工作时的稳定性，增加相机研制及发射成本。发明内容[0003]本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种高分辨率大视场成像方法，解决现有高分辨率大视场成像系统设计复杂、体积重量大、成本高的问题，降低硬件部分的体积、重量、成本，使得设计的高分辨率大视场成像系统更适用于对重量体积要求严格的高分辨率大视场空间光学成像系统。[0004]本发明目的通过以下技术方案予以实现：一种高分辨率大视场成像方法，所述方法包括如下步骤：步骤一：设计高分辨率大视场计算成像光学系统；步骤二：利用高分辨率大视场计算成像光学系