《環境溫度導致光測力學方法測量誤差的機理及校正》是依託北京理工大學，由馬沁巍擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：環境溫度導致光測力學方法測量誤差的機理及校正
- 依託單位：北京理工大學
- 項目負責人：馬沁巍
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目針對環境溫度變化導致光測力學方法測量誤差的產生機理、規律及校正方法展開研究。深入分析數字相機自發熱和環境溫度耦合作用下光測力學方法測量誤差的產生機理，總結溫度與誤差大小的定量規律，基於幾何光學成像理論建立環境溫度導致測量誤差的物理模型並給出解析表達。最後發展測量誤差的補償和校正方法，設計並搭建一套用於消除室外光測力學測量誤差的系統。本研究為提高光測力學方法在航空航天、勘察勘測、交通運輸、採礦工程等室外測量領域的觀測精度提供理論指導和技術支持。
結題摘要
成像系統溫度變化導致的圖像變形誤差是近年來被研究人員所發現並重視的一種影響光測力學測量精度的重要因素。在室外測量套用中，環境溫度與數字相機自發熱耦合作用導致成像系統的溫度變化劇烈且規律複雜，其引起的圖像變形誤差量級不可忽視，必須予以校正。 本項目針對環境溫度變化導致光測力學方法測量誤差的形成機理、規律及校正方法展開研究，建立了可以描述從相機產生熱量後通過器件熱傳導和環境熱交換，使得成像器件溫度改變，進而產生熱變形，引起成像參數的變化和圖像變形，最終導致光測力學測量產生誤差整個物理過程的數學模型，發展了相應的誤差的校正方法。項目研究的主要結果包括： 1、建立了表征環境溫度與成像器件溫度關係的數學模型，總結了環境溫度影響下相機成像器件的溫度變化規律。研究發現環境溫度通過影響成像系統的散熱量來影響各個成像器件的溫度變化趨勢，對於一個確定的成像系統，各成像器件溫度可使用環境溫度作為特徵溫度進行表達。 2、建立了表征成像器件溫度與圖像變形誤差關係的數學模型，研究了系統各器件的熱變形行為及其導致的圖像變形誤差演化規律。研究發現，成像系統中機殼、接口和鏡頭的熱變形引起的成像參數變化是導致圖像發生熱致變形的原因，此誤差是一個通過包含有器件熱變形參數、器件溫度、成像參數等參量的數學解析表達式予以定量描述的系統誤差。 3、系統研究了溫度對圖像分析類和條紋解析類光測力學方法測量誤差的影響規律，發展了誤差的校正方法。首先對成像系統中成像器件的熱學參數及熱變形參數進行標定，之後在圖像採集過程中同步記錄環境溫度數據，實驗結束後利用研究所建立的模型結合標定參數與環境溫度，計算出熱致誤差並予以校正。 項目研究成果可為進一步提升光測力學方法在勘察勘測、交通運輸、採礦工程等室外測量套用中的測量精度提供理論指導和技術支持，後續還可將其套用於航天相機極端服役條件下的熱致測量誤差校正中，提高其對空/地目標的識別定位精度。
