[發明專利]一種植被多/高光譜成像裝置

有效

• 申請號: 201010612022.5
• 申請日: 2010-12-29
• 公開（公告）號: CN102162851A
• 公開（公告）日: 2011-08-24
• 發明（設計）人: 晏磊;李博;耿雅雷;趙海盟;劉綏華
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: G01S17/89
• 分類號: G01S17/89;G01S7/481
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;關暢

1.一種植被多/高光譜成像裝置，其特征在于：它包括一濾色片殼體、一光學鏡頭、一成像單元、放置在所述濾色片殼體中的濾色片、一濾色片更換裝置、一計算機和一電源；其中，所述濾色片殼體、光學鏡頭和成像單元順序排列，且各中心同軸；所述光學鏡頭與成像單元固連，且所述成像單元位于所述光學鏡頭的成像面上；所述濾色片更換裝置的控制端電連接所述計算機，所述成像單元與計算機進行數據及控制信號通信；所述電源為各用電設備供電。

2.如權利要求1所述的一種植被多/高光譜成像裝置，其特征在于，所述成像單元包括：

一成像傳感器，位于所述光學鏡頭的成像面上，對接收到的光譜圖像進行光電轉換；

一信號獲取與處理電路，用于接收所述成像傳感器光電轉換后的圖像，并對該圖像進行模數轉換后，輸入所述計算機；同時，用于接收設置好的圖像參數；

一相機快門控制電路，其通過一異步串行通信接口電連接所述計算機，用于接收積分時間。

3.如權利要求1所述的一種植被多/高光譜成像裝置，其特征在于，所述濾色片更換裝置包括：

一濾色片盛放裝置：為一長方形的箱體，所述箱體中沿其長度方向間隔均勻地設置有若干放置所述濾色片的形方槽；

一承載傳動機構和一切換傳動機構：分別包括一電機，所述電機的輸出軸連接有一穿設有兩軸承的絲杠，每一所述軸承分別固定在一軸承座上，所述兩軸承座之間固定連接有一導軌，所述兩軸承之間的所述絲杠和導向桿上穿設有一滑塊；所述承載傳動機構的滑塊固定連接在所述箱體上，所述切換傳動機構的滑塊底部固定連接有一推塊；所述兩電機均電連接所述計算機。

4.如權利要求2所述的一種植被多/高光譜成像裝置，其特征在于，所述濾色片更換裝置包括：

一濾色片盛放裝置：為一長方形的箱體，所述箱體中沿其長度方向間隔均勻地設置有若干放置所述濾色片的方槽；

一承載傳動機構和一切換傳動機構：分別包括一電機，所述電機的輸出軸連接有一穿設有兩軸承的絲杠，每一所述軸承分別固定在一軸承座上，所述兩軸承座之間固定連接有一導軌，所述兩軸承之間的所述絲杠和導向桿上穿設有一滑塊；所述承載傳動機構的滑塊固定連接在所述箱體上，所述切換傳動機構的滑塊底部固定連接有一推塊；所述兩電機均電連接所述計算機。

5.如權利要求1或2或3或4所述的一種植被多/高光譜成像裝置，其特征在于，所述計算機中預先設置有：

一參數格式設置模塊，用于設置所述成像單元的圖像參數，輸入所述成像單元的信號獲取與處理電路中；

一積分時間設置模塊，用于根據觀測條件設置積分時間和曝光頻率，輸入所述成像單元的相機快門控制電路中；

一參考板圖像獲取模塊，用于獲取100％反射率的參考板的圖像；

一圖像飽和判斷模塊，用于接收所述參數格式設置模塊設置好的圖像參數，和所述參考板圖像獲取模塊所獲取的100％反射率的參考板的圖像，判斷所述參考板光譜圖像的最大亮度是否達到所述圖像參數中數據位深的90％～95％，如果是，則所述積分時間設置模塊重新設置所述相機快門控制電路的積分時間；

一單波段圖像獲取模塊，用于獲取觀測植被的某一波段光譜圖像獲取觀測植被的某波段光譜圖像；

一全部波段圖像判斷模塊，用于接收所述單波段圖像獲取模塊輸入的觀測植被的某波段光譜圖像，并判斷所獲取的光譜圖像是否為全部波段的光譜圖像；

一觸發濾色片更換模塊，其中預設置有所述濾色片更換裝置中兩電機的工作時間，用于在所述全部波段圖像判斷模塊判斷出所獲取的光譜圖像不為全部波段的光譜圖像時，控制所述兩個電機的工作時間；

一反射率圖像建立模塊，用于接收所述全部波段圖像判斷模塊輸入的全部波段觀測植被光譜圖像，并結合參考板圖像及輻射定標參數，建立多/高光譜反射率圖像；

一配準輸出模塊，用于接收所述反射率圖像建立模塊輸入的多/高光譜反射率圖像，并應用特征點自動提取程序SURF對所述多/高光譜反射率圖像進行自動配準，然后采用光譜重構方法并行提取4～10個植被多/高光譜圖像的光譜特征，結合高光譜波段參數，建立出觀測植被的高光譜反射率圖像。

6.如權利要求5所述的一種植被多/高光譜成像裝置，其特征在于：所述圖像參數包括圖像的數據位深、圖像存儲格式、圖像的像素數、色彩的亮度、飽和度和環境參數。