[發(fā)明專利]一種多維度高分辨海洋目標實時成像儀

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• 申請日: 2021-05-27
• 公開（公告）號: CN113406012A
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發(fā)明（設計）人: 王凱凱;張萌;秦歡;潘澤
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: G01N21/23
• 分類號: G01N21/23;G01N21/31;G01N21/359
• 代理公司: 北京中理通專利代理事務所(普通合伙) 11633
• 代理人: 劉慧宇

一種多維度高分辨海洋目標實時成像儀，屬于海面目標探測與信息傳輸技術領域，為了解決目前的多維度信息獲取儀器無法同時滿足作用距離長、時效性好、空間與光譜分辨率高、全偏振信息獲取的要求的問題。該成像儀主要由精準指向及控制分系統(tǒng)、無遮攔望遠分系統(tǒng)、紅外搜索跟蹤分系統(tǒng)、多維度信息獲取分系統(tǒng)MDI、多維度海量信息處理分系統(tǒng)，以及外圍分系統(tǒng)等六部分組成。本發(fā)明擬研制多維度高分辨實時成像儀器，突破現有多維度成像儀器原理所限導致的無法兼具分辨力強、時效性高的功能局限，實現海面目標觀測所需高光譜與空間分辨、全偏振信息、同時成像，具備消除耀斑、穿透海霧、提高對比度的海面目標觀測能力。

技術領域

本發(fā)明屬于海面目標探測與信息傳輸技術領域，特別是涉及到一種多維度高分辨海洋目標實時成像儀。

背景技術

隨著社會經濟的發(fā)展，作為能源儲備庫和資源運輸通道，海洋的戰(zhàn)略地位日益凸顯，維護國家海洋國土安全是我國的重大戰(zhàn)略任務和核心利益所在，而履行這一重大職責的前提是對海洋態(tài)勢的精準高效監(jiān)視監(jiān)測。同時，對海洋災害的及時監(jiān)測、早期預警和發(fā)展預測，可最大程度地降低災害對人民生命財產的危害，意義重大。若能否同時獲取目標的強度、光譜與偏振多維度光學信息，發(fā)揮各項技術的優(yōu)勢，則可大幅提高海面目標的探測能力。為此，國內外對光譜成像技術與偏振成像技術融合展開了研究。

美國陸軍研制出短波紅外(SWIR)多光譜偏振現場投影機(MPSP)系統(tǒng)樣機。系統(tǒng)能夠投射850至1650nm內可變光譜帶寬(12-100nm)的單個光譜圖像以及視頻的全偏振信息。隨后，他們研究了沙漠土壤成像問題，了解礦物成分，顆粒大小和方向，以及在民用和軍事方面的各種應用。同年，他們討論了基于聲光可調濾光器(AOTF)技術的兩種新型現場便攜式光譜偏振儀，其一為光譜范圍450至800nm光譜分辨率5nm@633nm的可見近紅外(VNIR)。另一個為光譜范圍1000至1600nm光譜分辨率15nm@1350nm的短波紅外成像儀。

亞利桑那大學的Chan V.C.,Kudenov M.等人通過在快照高光譜成像傅里葉變換(SHIFT)光譜儀前加入旋轉四分之一波片和線偏振片，提出了一種新型斯托克斯成像光譜偏振儀，能夠重建可見光譜中的物體光譜和全部的斯托克斯參數，光譜分辨率為555cm^-1。

日本的國家宇航實驗室用其研制的液晶型光譜偏振成像儀進行了大量的研究，包括農業(yè)環(huán)境監(jiān)測、地球環(huán)境監(jiān)測以及水體污染監(jiān)測等。美國噴氣動力實驗室與亞利桑那大學合作開發(fā)了一個機載多角度多光譜偏振成像儀(MSPI)被NASA采用作為氣溶膠-云-生態(tài)系統(tǒng)(ACE)研究任務的主要探測儀器，來研究氣溶膠對云體形成的影響，該儀器從2010年底開始試飛，至今已經經過了多次改進，獲取了大量的云層、氣溶膠以及地面目標的數據。

中科院長光所以無人機為偵察平臺，進行了無人機載多光譜偏振成像儀的技術方案的設計。工作波段范圍400nm-1000nm，偏振光譜分辨率為20nm，空間分辨率H＝5km時為1m。

從國內外動態(tài)分析來看，目前的多維度信息獲取儀器有的分時工作不適合動目標觀測，有的空間分辨率不夠，有的結構復雜笨重，有的有電動調制部件耗能大，無法同時滿足作用距離長、時效性好、空間與光譜分辨率高、全偏振信息獲取的要求。因此，現有技術當中亟需要一種新型的技術方案來解決這一問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明為了解決現有技術存在的問題，提出一種多維度高分辨海洋目標實時成像儀。研制基于靜態(tài)無源干涉偏振成像原理的多維度高分辨實時成像儀器，突破現有多維度成像儀器原理所限導致無法兼具分辨力強、時效性高的功能局限，實現海面目標觀測所需高光譜與空間分辨、全偏振信息、同時成像，具備消除耀斑、穿透海霧、提高對比度的海面目標觀測能力。

本發(fā)明得技術方案是：