[發明專利]一種光譜測量裝置及其目標追蹤方法

有效

• 申請號: 202110500003.1
• 申請日: 2021-05-08
• 公開（公告）號: CN113237457B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 楊晉;王明佳;孫慈;馮樹龍;趙梓彤;宋楠;陳佳奇;于昌本;李天驕;武治國
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G01C1/02
• 分類號: G01C1/02;G01C15/00;G01J3/28;G01J3/02
• 代理公司: 長春中科長光知識產權代理事務所(普通合伙) 22218
• 代理人: 高一明;郭婷

1.一種光譜測量裝置，其特征在于，包括：

分光元件，將一束入射光路分成反射光路和透射光路；

目標跟蹤系統，設置在所述反射光路上并用于追蹤目標位置，將追蹤到的目標位置坐標以DMD控制信號形式發出，所述目標跟蹤系統還發出探測器觸發控制信號；所述目標跟蹤系統包括伺服系統、圖像跟蹤器；所述圖像跟蹤器計算目標脫靶量，將所述目標脫靶量發送至所述伺服系統，并發出所述DMD控制信號和所述探測器觸發控制信號；所述伺服系統根據所述目標脫靶量調整光軸角度使光軸緊跟目標；

DMD裝置，設置在所述透射光路上并包括DMD控制器和DMD數字微反射鏡，所述DMD控制器根據接收到的DMD控制信號開啟對應的數字微反射鏡；

高光譜測量系統，接收所述探測器觸發控制信號后，采集所述開啟的數字微反射鏡上的光譜信息。

2.根據權利要求1所述的光譜測量裝置，其特征在于，所述高光譜測量系統包括PG分光模塊和高光譜采集模塊；

所述PG分光模塊接收所述數字微反射鏡發出的光并將其色散為多色光譜；

所述高光譜采集模塊接收所述探測器觸發控制信號后對所述PG分光模塊進行光譜采集。

3.根據權利要求2所述的光譜測量裝置，其特征在于，所述PG分光模塊包括用于將白色光發散為多色光譜的光柵和棱鏡。

4.一種光譜測量裝置的目標追蹤方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：分光元件將入射光路分為透射光路和反射光路，調整目標跟蹤系統和高光譜測量系統的光十字絲重合；

S2：目標跟蹤系統追蹤目標位置，向DMD控制器發送DMD控制信號、向高光譜采集模塊發送探測器觸發控制信號；所述步驟S2中的圖像跟蹤器對M個目標進行追蹤并計算對應目標的精準坐標，將所述M個目標的精準坐標發送至伺服系統，其中，M≥1；

S3：在DMD數字微反射鏡中查找，位置與M個目標精確坐標對應的M個數字微反射鏡，將所述對應的數字微反射鏡開啟，同時高光譜采集模塊接收所述探測器觸發控制信號后被開啟；

S4：所述高光譜采集模塊對光譜進行采集。

5.據權利要求4所述的光譜測量裝置的目標追蹤方法，其特征在于，所述步驟S3中開啟的數字微反射鏡將收到的光傳送至PG分光模塊。

6.根據權利要求4所述的光譜測量裝置的目標追蹤方法，其特征在于，所述精準坐標的計算方法：所述圖像跟蹤器通過多目標跟蹤算法求出每個目標的脫靶量，根據所述脫靶量確定目標的精確坐標。

7.根據權利要求4所述的光譜測量裝置的目標追蹤方法，其特征在于，所述伺服系統的光軸追蹤所述M個目標中主根目標。

8.根據權利要求4所述的光譜測量裝置的目標追蹤方法，其特征在于，所述步驟S3中查找M個對應的數字微反射鏡的方法為：

S301：所述圖像跟蹤器將目標脫靶量以DMD控制信號形式發送至所述DMD控制器；

S302：所述DMD控制器查找每個數字微反射鏡與所述圖像跟蹤器的空間像素位置關聯表MAP的關系；

S303：根據空間像素位置關聯表MAP，分別找到所述M個目標對應位置上的M個數字微反射鏡。

9.根據權利要求4所述的光譜測量裝置的目標追蹤方法，其特征在于，所述步驟S2的DMD控制信號包括精確目標位置，所述DMD控制信號發送至所述DMD控制器的標準為：

S201：判斷每兩個目標之間的距離是否相近；

S202：如果兩個目標相近，則不向所述DMD控制器發送該兩個目標的坐標，否則，向所述DMD控制器發送目標的坐標。

10.根據權利要求9所述的光譜測量裝置的目標追蹤方法，其特征在于，所述每兩個目標之間的距離是相近的標準為：

其中，abs(x_i-x_j)＜6為兩個目標橫坐標之間的距離小于6個像素，abs(y_i-y_j)＜100為兩個目標回見縱坐標距離小于100個像素。