高分辨率立體相機簡介

該攝影機拍攝影像可制成分辨率10 m/pixel的火星表面全彩3D影像，特定區(qū)域更可拍攝分辨率高達2 m/pixel影像。

ccd立體相機概述

由于月球表面坎坷不平，普通相機所拍攝到的平面圖像不能獲得視線深度方向上的影像數(shù)據(jù)，因此需要使用立體相機。

ccd立體相機靜態(tài)景物拍攝和動態(tài)景物拍攝兩大類

立體成像的拍攝可分為靜態(tài)景物拍攝和動態(tài)景物拍攝兩大類。靜態(tài)景物的拍攝，只需要使用一部照相機，在某一個位置角度先拍一張照片，然后平行移動照相機一段距離再拍一張，這樣就得到了一組具有視差的立體照片。動態(tài)景物的拍攝，則需要利用特殊的立體相機（如雙鏡頭相機），或者兩部照相機一次同時拍攝兩張照片。

ccd立體相機早期技術(shù)

早期的立體成像技術(shù)主要依靠傳統(tǒng)照相機來拍取一組立體照片，并且透過立體鏡來重現(xiàn)立體影像。由于傳統(tǒng)立體照相制作繁瑣、不易流通等因素，僅限于專業(yè)攝影及少數(shù)特殊的領(lǐng)域，無法像傳統(tǒng)的平面照相一樣深入各層面。隨著科學技術(shù)的突飛猛進和CCD數(shù)碼相機的出現(xiàn)，立體影像的技術(shù)與應(yīng)用有了突破性發(fā)展。

2007年10月24日，嫦娥一號探月衛(wèi)星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，奔向距離地球約38萬公里外的月球。本次探月，普通人也有望看到月球的真實面貌，這都歸功于——立體影像技術(shù)。中國首幅月圖由嫦娥一號衛(wèi)星搭載的CCD立體相機采用線陣推掃的方式獲取，軌道高度約200公里，每一軌的月面幅寬60公里，像元分辨率120米。一般相機拍攝到的都是平面圖像，月球表面有很大的起伏，平面圖像不能獲得視線深度方向上的影像數(shù)據(jù)。我國雖然是首次探月，但科學家們要求第一步就得到全月的立體圖像，這給相機的研制帶來很大的挑戰(zhàn)。“嫦娥一號”所用的CCD立體相機在研制中采用了許多創(chuàng)新技術(shù)，并在國內(nèi)外首次提出采用一個大視場光學系統(tǒng)加一片大面陣CCD芯片，用一臺相機取代三臺相機的功能，實現(xiàn)了拍攝物的三維立體成像。立體相機在工作時，只采集三行CCD的輸出，分別獲取前視、正視、后視圖像，隨后進行處理形成立體圖像。由于立體相機固定在衛(wèi)星上不能自由轉(zhuǎn)動，所以它只是隨衛(wèi)星與月球間的相對運動，對月球表面進行掃描成像?！〖偃鐩]有這臺先進的立體相機，按照傳統(tǒng)的技術(shù)方案就需要在衛(wèi)星上安裝3臺相機從3個角度對月球表面同一點拍照。但是，這樣會造成有效載荷的重量的增加，由此對火箭的發(fā)射能力、衛(wèi)星的體積和重量及其他配套設(shè)施的改造增加一系列技術(shù)難度，并使更多科學探測設(shè)備在衛(wèi)星上搭載受到限制。同時這臺CCD立體相機還以設(shè)備的小型化和輕量化提高了對空間環(huán)境的適應(yīng)能力。

全世界已拍攝的月球立體照片數(shù)量有限且不完整。這次探月如果順利進行，我們就能看到由中國人拍攝的系列全月地形地貌立體照片?！‘斎唬瑢τ诳茖W家來說，月球的立體影像資料的價值遠不僅僅是為了讓大家能看到月球的地貌圖片，科學家將根據(jù)這些立體畫面劃分月球表面的構(gòu)造和地貌單位，制作月球斷裂和環(huán)形影像綱要圖，勾畫月球地質(zhì)構(gòu)造演化史，研究月球、宇宙的起源。同時這些圖像還將為我國后續(xù)的二期、三期探月工程服務(wù)，包括為下一步月球車以及宇航員登月選擇著陸地點提供科學依據(jù)。

CCD（Charge-Coupled Device，電荷耦合器件）是可用于立體相機的一種重要組成部分。它一種光敏半導體器件，其上的感光單元將接收到的光線轉(zhuǎn)換為電荷量，而且電荷量大小與入射光的強度成正比。這樣，矩陣排列的感光單元構(gòu)成的面陣CCD便可傳感圖像。

CCD被廣泛應(yīng)用于數(shù)碼相機和數(shù)碼攝像機中，同時也在天文望遠鏡、掃描儀和條形碼讀取器中有應(yīng)用。

嫦娥一號所使用的CCD立體相機在研制中采用了許多創(chuàng)新技術(shù)，如首次提出采用一個大視場光學系統(tǒng)和一片大面陣CCD芯片。它用一臺相機取代三臺相機，能夠?qū)崿F(xiàn)拍攝物的三維立體成像。立體相機在工作時，采集CCD的輸出，分別獲取前視、正視、后視圖像，隨后進行處理，形成立體圖像。CCD立體相機以自推掃模式工作，為了重構(gòu)月表立體影像的需要，在設(shè)計上做了特殊處理。

衛(wèi)星在飛行時，CCD立體相機沿飛行方向?qū)υ卤砟繕诉M行推掃，可以得到月表目標三個不同角度的圖像。由于立體相機固定在衛(wèi)星上不能自由轉(zhuǎn)動，所以它只是隨衛(wèi)星與月球間的相對運動而移動，對月球表面進行掃描。這臺CCD立體相機還以設(shè)備的小型化和輕量化提高了對空間環(huán)境的適應(yīng)能力，它降低了有效載荷的重量，這使得火箭的發(fā)射能力、衛(wèi)星的體積和重量及其他配套設(shè)施的改造等一系列技術(shù)問題的實現(xiàn)難度得以降低。

世界上現(xiàn)存的月球立體照片數(shù)量有限且不完整，如果這次探月能夠順利完成，那么我們就能夠得到栩栩如生的全月地形地貌的立體照片。

獲取完整的月球立體影像資料不僅是為了讓大家能看到月球的地貌圖片，它具有深遠的研究價值。科學家可以根據(jù)這些立體畫面劃分月球表面的構(gòu)造和地貌單位，并為下一步月球車以及宇航員登月選擇著落地點提供科學依據(jù)。我們期待早日看清月球的廬山真面目！

所謂立體測繪，就是對物體表面進行全范圍的測繪。世界上主流測繪方式包括：立體觀測、雷達干涉測量和激光掃描測繪。其中，立體觀測技術(shù)最為成熟，已經(jīng)有了100多年的研究歷史,毫無疑問也是當今各國用于月球立體測繪的首選通用型技術(shù)。立體觀測使用人眼左右視差的視覺原理來獲取三維信息。嫦娥一號為此就搭載了1臺CCD立體相機和1個激光高度計，組成1套“立體眼鏡”。