[發(fā)明專利]帶同步輻射矯正的無人機載高光譜圖像探測儀及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610320750.6
• 申請日: 2016-05-16
• 公開（公告）號: CN105973469B
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發(fā)明（設計）人: 陳志民
• 申請（專利權）人: 南京高懇特科技有限公司
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28;G01N21/27
• 代理公司: 南京先科專利代理事務所(普通合伙)32285
• 代理人: 裴素艷

技術領域

本發(fā)明涉及一種推掃式無人機載高光譜圖像探測儀，更具體的涉及一種同步輻射矯正的推掃式無人機載高光譜圖像探測儀，屬于光譜圖像探測技術領域。

背景技術

高光譜圖像探測技術，是近代遙感的骨干技術，具有信息量大，探測敏感度高，探測內(nèi)容豐富等優(yōu)點，能探測目標區(qū)域的微弱或隱性成分的蹤跡，其工作原理為：目標物自行發(fā)光或受到外界能量輻射后，按照各自材料的特性發(fā)出熒光、反射、吸收、透射、折射光等光譜，向周圍空間輻射，高光譜成像儀搭載在無人機上，隨無人機飛行方向，垂直向地面，對地面目標進行推掃探測，采集這些輻射光譜信息，經(jīng)過與照射光源的對比運算，解析出目標的特征光譜信息，樣品的反射率計算方式為：

K=kc（Io-Da）/Ic-Db，

其中K---反射率，kc---光源輻射修正系數(shù)，Io---樣品光強，Da---目標探測器暗電流噪聲值，Db---光源探測器暗電流噪聲值，Ic---光源光強。而在上述參數(shù)中，Ic由光源基準探測器完成采集后，存儲在信息處理器中，進行樣品反射率分析時，再提取此數(shù)據(jù)。

在實際的機載探測作業(yè)中，成像光譜儀收到的信號，主要是目標成分被陽光和天光照射后輻射出的綜合信號。然而，當作為光源的陽光或天光會受到氣候和時間的影響，產(chǎn)生強度和波長變化時，目標被照物的輻射光也同步發(fā)生變化，因而導致探測數(shù)據(jù)的較大偏離。為矯正這種輻射偏離，通常采用插入?yún)⒖及搴屯饧营毩⑤椛溆嫷某C正辦法，這些方法均存在諸如結(jié)構繁瑣，校正精度差等不足的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的： 本發(fā)明目的在于針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種能夠在照明條件多變的環(huán)境下避免探測數(shù)據(jù)偏離，確保高矯正精度同步輻射矯正的推掃式無人機載高光譜圖像探測儀。

同時，本發(fā)明還提供一種解決上述問題的同步輻射矯正的推掃式無人機載高光譜圖像探測儀的探測方法。

技術方案： 本發(fā)明提供的第一個技術方案為：一種帶同步輻射矯正的推掃式無人機載高光譜圖像探測儀，包括目標光譜圖像探測器和與所述目標光譜圖像探測器進行數(shù)據(jù)通信的圖像處理器，所述目標光譜圖像探測器包括攝影鏡頭、光譜分光器和圖像探測器，所述光譜分光器與所述攝影鏡頭相對的一端設置信號采集狹縫，還包括參考光采集器和曲面反射鏡，所述參考光采集器設置于所述無人機的上部無遮擋處，所述曲面反射鏡設置于所述光譜分光器的信號采集狹縫的一端，所述參考光采集器的光信號通過光纖傳導至所述曲面反射鏡的凹面，經(jīng)所述曲面反射鏡反射并聚焦到所述光譜分光器的信號采集狹縫的端部。

本技術方案的進一步限定為，所述參考光采集器為帶有余弦矯正且對光源方向不敏感的采集器。

本發(fā)明提供的另一技術方案為：帶同步輻射矯正的推掃式無人機載高光譜圖像探測儀的探測方法，其特征在于，步驟如下：

S1、目標光譜圖像探測器的攝影鏡頭采集目標圖像光信號，并將目標圖像光信號傳送至信號采集狹縫處；

同時，參考光采集器采集參考光信號，并將所述參考光信號傳送至所述光譜分光器的信號采集狹縫處；

上述兩種光信號并列但不混合，同時投射到采集狹縫處；

S2、目標圖像光信號與參考光信號同時經(jīng)過信號采集狹縫傳送至光譜分光器，將信號合成至同一圖像幀中經(jīng)過圖像探測器后傳入圖像處理器就進行存儲；

在圖像幀中，目標圖像光信號和參考光信號各占有固定的區(qū)域；

S3、在進行數(shù)據(jù)處理時，打開圖像幀，分別從對應的位置提取目標圖像數(shù)據(jù)和參考光數(shù)據(jù)，直接進行處理。

本技術方案的進一步限定為，步驟S3中 提取目標圖像光信號與參考光信號直接進行處理時，對目標樣品反射率的計算方式為：

K=Io-D/aIc-D，

其中，Io 為目標圖像光信號強度，Ic 為參考光信號強度，a為參考光導入系數(shù),，D為探測器暗電流噪聲值。

進一步地，還包括如下步驟：在參考光采取區(qū)設立感興趣區(qū)域ROI，對感興趣區(qū)域ROI的參考光信號進行實時監(jiān)測，根據(jù)該區(qū)域光強的變化，為數(shù)據(jù)處理器提供反饋數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理器自動調(diào)整目標光譜圖像探測器（2）的參數(shù)，對目標圖像光信號的采集實現(xiàn)動態(tài)輻射矯正。