[發(fā)明專(zhuān)利]一種小型化凝視型機(jī)載光譜成像系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710439681.5
• 申請(qǐng)日: 2017-06-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107219169B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王海峰;儲(chǔ)松南;沈志學(xué);龍燕;趙劍衡;何毅;曹寧翔;胡奇琪;趙祥杰;駱永全;張大勇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)工程物理研究院流體物理研究所;合利科技發(fā)展有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01N21/01
• 分類(lèi)號(hào): G01N21/01;G01N21/31;G01N21/17
• 代理公司: 成都行之專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 郭受剛

1.一種小型化凝視型機(jī)載光譜成像系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：

光學(xué)成像單元：用于將被測(cè)目標(biāo)的光信號(hào)進(jìn)行收集并成像于圖像傳感器焦平面上；

光譜調(diào)制單元：用于實(shí)現(xiàn)對(duì)光學(xué)成像單元采集的入射光進(jìn)行光譜調(diào)制功能；

圖像采集單元：用于對(duì)預(yù)設(shè)成像區(qū)域內(nèi)的圖像進(jìn)行圖像采集和存儲(chǔ)；

機(jī)載電控單元：用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各子單元的驅(qū)動(dòng)控制和同步協(xié)調(diào)功能；

地面控制單元：用于在地面上與空中各子單元進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)時(shí)地對(duì)空中各子單元的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)節(jié)；

圖像處理分析單元：用于對(duì)圖像采集單元采集到的圖像進(jìn)行功能分析，包括：圖像配準(zhǔn)、圖像合成、圖像自動(dòng)分類(lèi)；并通過(guò)對(duì)采集到的光譜信息與數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息進(jìn)行比對(duì)，實(shí)現(xiàn)物體的分類(lèi)識(shí)別；

光學(xué)成像單元包括：擺鏡和成像物鏡，其中，擺鏡位于光譜成像系統(tǒng)最前端，用于實(shí)現(xiàn)大范圍成像區(qū)域的掃描；成像物鏡位于擺鏡后面，用于實(shí)現(xiàn)采集光束的聚焦和成像；所述光譜調(diào)制單元包括液晶電控可調(diào)濾光器，位于成像物鏡之后，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)采集光信息的光譜調(diào)制；

所述系統(tǒng)基于液晶電控可調(diào)濾光器實(shí)現(xiàn)入射光的光譜電控時(shí)域調(diào)制，所述液晶電控可調(diào)濾光器包括8片液晶波片、8片偏振片和5片固定相位延遲片，8片液晶波片分別為：LC1、LC2、LC3、LC4、LC5、LC6、LC7、LC8，8片偏振片分別為P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8，5片固定相位延遲片分別為：R1、R2、R3、R4、R5；其中LC1～LC8快軸方向與參考水平方向夾角θ為45°；8片偏振片相互平行排列，透射方向與參考水平方向夾角為90°；5片固定相位延遲片的快軸方向與參考水平方向夾角為45°，5片固定相位延遲片的相位延遲量根據(jù)液晶波片的雙折射率差Δn和級(jí)聯(lián)級(jí)數(shù)進(jìn)行確定，其中P1、LC1、P2、LC2、LC3、P3、LC4、R1、P4、LC5、R2、P5、LC6、R3、P6、LC7、R4、P7、LC8、R5、P8沿光的傳輸方向的順序排列，光從P1射入，從P8射出。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型化凝視型機(jī)載光譜成像系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像采集單元包括：圖像探測(cè)器和圖像采集存儲(chǔ)模塊，圖像探測(cè)器位于光譜調(diào)制單元之后，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)制后的光信息進(jìn)行探測(cè)；圖像采集存儲(chǔ)模塊位于圖像探測(cè)器之后，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像探測(cè)器采集到的圖像信息進(jìn)行實(shí)時(shí)在線保存和處理。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型化凝視型機(jī)載光譜成像系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)載電控單元包括：機(jī)載控制模塊、機(jī)載電源模塊和機(jī)載配屬設(shè)備；機(jī)載控制模塊用于實(shí)現(xiàn)光譜成像系統(tǒng)中各子單元的驅(qū)動(dòng)控制和同步協(xié)調(diào)工作；機(jī)載電源模塊用于實(shí)現(xiàn)光譜成像系統(tǒng)的電源供給和分配。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型化凝視型機(jī)載光譜成像系統(tǒng)，其特征在于，所述地面控制單元包括系統(tǒng)控制軟件、機(jī)載無(wú)線通信裝備和視頻模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，系統(tǒng)控制軟件用于實(shí)現(xiàn)在地面上與設(shè)備之間的通信和數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)時(shí)地對(duì)設(shè)備的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)節(jié)；機(jī)載無(wú)線通信裝備用于實(shí)現(xiàn)地面系統(tǒng)和機(jī)上系統(tǒng)之間的控制命令和采集信號(hào)的無(wú)線傳輸；視頻模數(shù)轉(zhuǎn)換單元能夠?qū)AL模擬視頻實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換成序列數(shù)字圖像，并按照指定的命名方式進(jìn)行存儲(chǔ)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型化凝視型機(jī)載光譜成像系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像處理分析單元包括光譜圖像處理軟件，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)采集到的圖像進(jìn)行圖像配準(zhǔn)、圖像合成、圖像自動(dòng)分類(lèi)功能；光譜圖像處理軟件事先完成探測(cè)目標(biāo)的光譜信息并完成訓(xùn)練，然后在采集并處理后的光譜圖像中進(jìn)行匹配，如果光譜曲線和形狀與訓(xùn)練好的目標(biāo)相匹配，則認(rèn)為該目標(biāo)即為探測(cè)目標(biāo)并在圖中進(jìn)行標(biāo)識(shí)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型化凝視型機(jī)載光譜成像系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：機(jī)上部分和地面控制部分，機(jī)上部分包括：光學(xué)成像單元、光譜調(diào)制單元、圖像采集單元和機(jī)載電控單元，地面控制部分包括：地面控制單元和圖像處理分析單元。