[發明專利]可大視場搜索的圖譜協同探測系統及搜索方法

有效

• 申請號: 201711477846.4
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108152863B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 張天序;程旭;陸檑;周燦新;余峰;楊柳;黃偉
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01V8/10
• 分類號: G01V8/10;G02B13/14;G02B27/10
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 廖盈春;李智

本發明公開了一種可大視場搜索的圖譜協同探測系統及搜索方法，該系統提出了可大視場搜索目標的圖譜一體系統架構，即提出了卡式光學系統、四反鏡庫德光路的結合，結合后的光學系統與成譜/成像模塊緊耦合，采用部分光學系統滾仰運動，部分光學系統不動的方式進行目標搜索。本發明的探測系統組成結構使圖譜關聯探測系統的重量體積減小，提高了入瞳口徑利用率，增加了視場搜索范圍，提升了對動目標圖像探測跟蹤和測譜的實時性及精確性。

技術領域

本發明屬于導航制導、圖像識別和圖像處理的交叉科學技術領域，更具體地，涉及多光譜/圖譜協同系統優化設計、大范圍搜索能力的圖譜共光路系統、小型化圖譜協同探測系統及搜索方法。

背景技術

現有圖譜一體化探測系統主要有兩種組成形式，但是這兩種方式各自存在著一定的問題。

圖譜一體化探測系統組成方式一存在如下問題：

(1)成像/成譜組件與成像/成譜共光路光學系統一起安裝在伺服框架上，導致系統長度長，體積大。在進行目標搜索時，由于整個組件及光學系統隨伺服系統一起動，空間上限制了搜索視場，導致搜索視場不可能大。

(2)由于成像/成譜組件與成像/成譜共光路光學系統一起安裝在伺服框架上使伺服負載增大，在進行目標搜索的時候無法做到快速反應，不利于快速捕獲和快速跟蹤目標，進而導致系統在進行測量時，實時性及精確性有所下降。

圖譜一體化探測系統組成方式二存在如下問題：

(3)盡管系統采用瞄準鏡搜索，但其它光學系統和成譜/成像組件固定，搜索視場也受限，入瞳處光學系統與瞄準鏡呈45°角，不可能做到±90°搜索范圍，而且瞄準鏡的限位問題導致入瞳口徑利用率低。

上述兩種方式均存在體積大/重量重，不利于野外使用或機載使用以及視場搜索范圍有限的問題。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種可大視場搜索的圖譜協同探測系統及搜索方法，由此解決現有圖譜一體化探測系統存在的體積大/重量重，不利于野外使用或機載使用以及視場搜索范圍有限的技術問題。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種可大視場搜索的圖譜協同探測系統，包括：卡式光學系統、庫德光路、分光鏡、紅外成像透鏡組，寬光譜透鏡組，圖譜聯合處理模塊、第一二維伺服隨動系統以及第二二維伺服隨動系統；

所述卡式光學系統，用于對經光學頭罩入射的入射光進行聚焦；

所述庫德光路，用于向所述分光鏡發送聚焦后的入射光；

所述分光鏡，用于對聚焦后的入射光進行分光，其中，所述分光鏡的中心孔周邊入射光中100％的長波紅外光經所述分光鏡反射后，由所述紅外成像透鏡組到達所述圖譜聯合處理模塊，在所述分光鏡中心入射光中100％的短波紅外光、中波紅外光和長波紅外光透過所述分光鏡的中心孔，傳輸至所述寬光譜透鏡組；

所述圖譜聯合處理模塊，用于輸出待探測對象的時空譜多維信息，并根據所述時空譜多維信息控制所述第一二維伺服隨動系統以及所述第二二維伺服隨動系統運動，以使所述待探測對象的中心位置與測譜中心重疊。

優選地，所述圖譜聯合處理模塊包括圖像處理單元以及光譜處理單元；

所述圖像處理單元，用于對經過所述紅外成像透鏡組的長波紅外光進行處理成像；

所述光譜處理單元，用于對經由所述寬光譜透鏡組的短波紅外光、中波紅外光和長波紅外光進行處理得到所述光譜處理單元在成像像面上的第一坐標。