Методика определения элементов внутреннего ориентирования многоматричных оптико-электронных аппаратов
Another Title
Method for Determining Elements of Internal Orientation Calibration in Multi-Matrix Optoelectronic Devices
Bibliographic entry
Старосотников, Н. О. Методика определения элементов внутреннего ориентирования многоматричных оптико-электронных аппаратов = Method for Determining Elements of Internal Orientation Calibration in Multi-Matrix Optoelectronic Devices / Н. О. Старосотников, И. В. Подскребкин, Р. В. Фёдорцев // Наука и техника. – 2020. – № 5. – С. 428-436.
Abstract
В схемах работы оптико-электронных аппаратов (ОЭА), таких как цифровые автоколлиматоры, пеленгаторы, датчики Шака-Гартмана, а также системы астроориентации, проекционные измерительные системы, схемы геометрической калибровки ОЭА, фотоприемник выступает не только в качестве приемного устройства, но и отсчетного. Задачи, стоящие перед ОЭА, все сложнее, требуются большие поля зрения, которые обеспечиваются в том числе за счет размера фотоприемников с минимальным размером пикселя. Однако существуют технологические ограничения создания таких фотоприемников. Решение проблемы – использование нескольких фотоприемников, установленных на одной электронной плате. Поскольку фотоприемники ОЭА выступают и в качестве измерительных устройств, необходимо производить их геометрическую калибровку, подразумевающую измерение элементов внутреннего ориентирования (ЭВО), применяемых при обработке изображений ОЭА. Геометрическая калибровка позволяет исключить погрешности взаимной выставки фотоприемников на одной электронной плате, установленной в фокальной плоскости, а также искажения, вносимые объективом ОЭА, в первую очередь дисторсией. На правильность определения ЭВО влияет взаимное расположение коллиматора, с помощью которого производится геометрическая калибровка, и самого калибруемого ОЭА, т. е. элементов внешнего ориентирования. Стоит задача разделить ЭВО и элементы внешнего ориентирования. Это достигается с помощью методики математической обработки измеренных данных в прямом и перевернутом положениях коллиматора, позволяющей применять ее для геометрической калибровки ОЭА с большим количеством фотоприемников. В статье представлены результаты геометрической калибровки ЭВО при проецировании коллиматором тест-объекта на три фотоприемника макета ОЭА. Определены факторы, влияющие на точность геометрической калибровки ЭВО ОЭА. Разработанная методика геометрической калибровки ЭВО многоматричных ОЭА обеспечивает высокую точность измерений – не более 0,1''–0,2''.
Abstract in another language
In the operation schemes of optical electronic devices (OED), such as digital autocollimators, direction finders, Shack-Hartmann sensors, as well as astro-orientation systems, projection measuring systems, geometric calibration schemes for OED, the photo-detector acts not only as a receiving device, but also as a measuring device. The tasks facing the OED are becoming more and more complicated, large fields of view are required, which are provided among other things due to the size of photo-detectors with a minimum pixel size. However, there are technological limitations to the creation of such photo-detectors. The solution to the problem is the use of several photo-detectors installed on one electronic board. Since OED photo-detectors act, inter alia, as measuring devices, it is necessary to perform their geometric calibration. Geometric calibration involves the measurement of interior orientation parameters used in the processing of OED images. Geometric calibration makes it possible to eliminate errors in mutual exposure of photo-detectors on one electronic board installed in the focal plane, as well as distortions introduced by the OED lens, primarily by distortion. The correctness of the interior orientation parameter determination is influenced by the relative position of the collimator, with the help of which the geometric calibration is performed, and the calibrated OED itself, i. e. the external orientation elements. The task is to separate the interior orientation parameters and the elements of external orientation. This is achieved using the method of mathematical processing of measured data in the forward and inverted positions of the collimator. This method of geometric calibration allows to use it for geometric calibration of OED with a large number of photo-detectors. The paper presents the results of the geometric calibration of the interior orientation parameters when the collimator projects a test object onto three photodetectors of the OED layout. The factors influencing on the accuracy of the geometric calibration of the interior orientation elements for OED are determined in the paper. The developed method for geometric calibration of the interior orientation parameters for multi-matrix OED provides high measurement accuracy – not more than 0.1''–0.2''.
View/
Collections
- № 5[12]