[發明專利]一種低成本旋轉擺掃式的高光譜成像系統

在審

• 申請號: 202010853422.9
• 申請日: 2020-08-23
• 公開（公告）號: CN112033540A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 何賽靈;羅晶
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28;G01J3/18;G01J3/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林松海

本發明公開了一種低成本旋轉擺掃式的高光譜成像系統，包括線性高光譜模組、機械旋轉模組、信息處理模組、云服務器；線性高光譜模組依次包括成像鏡頭、狹縫、第一透鏡、第一光楔、光柵、第二光楔、第二透鏡、相機；成像鏡頭將待測物體成像在狹縫位置處，待測物體的像在狹縫對應的線性區域中通過，光柵對反射光線進行衍射分光，由相機采集衍射圖像；機械旋轉模組帶動線性高光譜模組進行張角范圍內旋轉擺掃；機械旋轉模組轉動至張角范圍角度時，系統生成場景內的全景高光譜圖像；信息處理模組將高光譜成像系統實時采集的圖譜數據發送至云服務器進行數據可視化和分析。本發明克服了傳統高光譜成像技術價格昂貴，操作費時，尺度單一，圖譜畸變等缺點。

技術領域

本發明涉及一種低成本旋轉擺掃式的高光譜成像系統。

背景技術

目前，成像光譜儀以多通道光譜技術為基礎，集光學成像和光譜測量為一體，可以同時獲取目標的圖像信息和對應的光譜信息。成像光譜儀能夠對物質的結構和成分進行分析、測量和處理，具有分析精度高、測量范圍廣等優點，廣泛應用于石油、材料、農學、地質勘探、生物化學、醫藥衛生、環境保護、安全檢測等領域。目前，推掃式利用面探測器接收目標個波段的信息，其推掃所需空間較大，且對推掃平臺精度要求較高，機械裝置復雜。凝視型高光譜成像利用聲光可調諧濾波器、漸變濾光片等分光方式分光，但目標的圖像信息與光譜信息不能同時提取，后期數據處理比較困難，并且空間分辨率有限，光譜通道數也有限制。可以看到傳統高光譜成像系統均需要機械空間掃描或波長掃描裝置，成像方式復雜，時間冗長且價格昂貴。另外，這兩種成像方式往往獲得的信息多于所需的信息數十倍，資源利用率低。傳統擺掃式也稱為揺掃式、光機掃描式，利用線探測器接收目標各波段信息。傳統的擺掃式高光譜成像系統機械復雜，需要精密電機控制反射鏡進行擺掃，系統體積大，無法實現360度全景掃描。并且傳統的旋轉擺掃式高光譜成像系統圖像存在畸變。

云連接技術是云計算時代網絡連接的綜合表現，它融合計算機網絡多種模式和技術，每一個用戶等同為一個節點，用戶只需要建立連接通道，就可以隨時通過各節點從任何地方安全、高速地獲取所需資源。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種低成本旋轉擺掃式的高光譜成像系統。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案如下：

一種低成本旋轉擺掃式的高光譜成像系統，包括線性高光譜模組、機械旋轉模組、信息處理模組、云服務器；所述的線性高光譜模組依次包括成像鏡頭、狹縫、第一透鏡、第一光楔、光柵、第二光楔、第二透鏡、相機；成像鏡頭將待測物體成像在狹縫位置處，待測物體的像在狹縫對應的線性區域中通過，狹縫后焦面處的第一透鏡將反射光線準直成平行光線，光柵對反射光線進行衍射分光，第一光楔和第二光楔提供偏向角，將一級衍射光譜偏移至視場中心，由相機采集衍射圖像；機械旋轉模組帶動線性高光譜模組進行張角范圍內的旋轉擺掃；

高光譜成像系統對場景進行探測時，機械旋轉模組每步進旋轉一次，線性高光譜模組自動獲取狹縫所對應線性區域每個點的光譜信息；機械旋轉模組轉動至張角范圍的角度時，系統生成場景內的全景高光譜圖像；

所述的信息處理模組將高光譜成像系統實時采集的圖譜數據發送至云服務器進行數據可視化和分析。

所述的信息處理模組包括存儲單元、處理單元、發送單元；處理單元用于重建場景無畸變的高光譜圖像。

所述的機械旋轉模組包括電動旋轉平臺、控制器、三腳架，控制器控制電動旋轉平臺繞軸擺掃。

所述的成像鏡頭采用顯微物鏡，用于實現顯微場景下的高光譜成像。