一种基于月球成像的光学成像系统焦距精确测量方法

摘要

一种基于月球成像的光学成像系统焦距精确测量方法，通过光学成像系统获取月球图像；基于亚像素边缘检测算法提取月球图像边缘；利用提取的边缘信息进行初步拟合，得到初始粗拟合圆盘；利用最小二乘法拟合月球圆盘且基于距离约束逐步优化，得到高精度亚像素级月球圆盘；利用相对位置几何关系计算光学成像系统焦距。与现有技术相比，本发明解决了地面研制过程中长焦距光学成像系统测量成本高、装置复杂，在轨运行期间光学成像系统焦距测量难度大、精度受限等问题，充分利用对月球进行成像，提出亚像素提取并通过最小二乘法拟合获取月球圆盘的直径，使得无论“满月”还是“亏月”都能用于焦距测量，是一种经济可行的长焦距光学成像系统焦距测量方法。

主权项

一种基于月球成像的光学成像系统焦距精确测量方法，其特征在于通过以下步骤实现：(1)通过光学成像系统在地面或在轨观测月球，获取月球图像，记录成像位置以及成像时刻，计算光学成像系统到月球的距离；(2)初步确定月球所在图像中的位置，基于亚像素边缘检测算法提取月球图像边缘；(3)利用提取的边缘信息对月球圆盘进行初步拟合，构造月球圆环，并根据落入月球圆环区域的边缘点数，得到初始粗拟合圆盘；(4)在初始粗拟合圆盘的基础上，利用最小二乘法拟合月球圆盘，并且基于距离约束逐步优化，最终得到高精度的亚像素级月球圆盘；(5)利用光学成像系统与月球的位置几何关系计算光学成像系统焦距。