[發(fā)明專利]白天強(qiáng)天光背景暗弱目標(biāo)識別裝置及識別方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310109280.9
• 申請日: 2023-02-14
• 公開（公告）號: CN115826075B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王建立;姚凱男;徐志強(qiáng);陳寶剛
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
• 主分類號: G01V8/10
• 分類號: G01V8/10;G01J5/48;G01J5/02
• 代理公司: 深圳市科進(jìn)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44316
• 代理人: 劉建偉

本申請?zhí)峁┑陌滋鞆?qiáng)天光背景暗弱目標(biāo)識別裝置及方法，光束經(jīng)主鏡（1）反射后進(jìn)入次鏡（2），再經(jīng)次鏡（2）入射進(jìn)入分光鏡（6），可見光波段的光束經(jīng)分光鏡（6）反射至可見光探測器（7），短波紅外波段的光束經(jīng)分光鏡（6）透射至短波紅外探測器（8），同步觸發(fā)器（9）控制可見光探測器（7）及短波紅外探測器（8）以保證同一中間時刻曝光，并同時傳輸至圖像處理單元（10），圖像處理單元（10）完成短波紅外波段天光背景建模，再結(jié)合實(shí)測短波紅外目標(biāo)圖像，得到目標(biāo)提取結(jié)果，上述裝置及方法，在不損失目標(biāo)短波紅外信號能量的同時利用可見光波段實(shí)現(xiàn)天光背景噪聲的建模及剔除，可大幅提高地基光電探測設(shè)備的白天探測能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種白天強(qiáng)天光背景暗弱目標(biāo)識別裝置及識別方法。

背景技術(shù)

隨著空間科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，太空中的人造天體數(shù)目急劇增加，截至目前，在軌人造衛(wèi)星的數(shù)目已經(jīng)超過了19000余顆，對人造衛(wèi)星進(jìn)行實(shí)時精準(zhǔn)的跟蹤測量與識別有著十分重要的意義。受限于白天強(qiáng)天光背景影響，常規(guī)地基光電探測系統(tǒng)只能在夜晚或晨昏時段工作，這嚴(yán)重影響了目標(biāo)星體的定位精度及探測時效性。因此，發(fā)明一種可以有效抑制天光背景噪聲，實(shí)現(xiàn)白天場景暗弱目標(biāo)星體有效探測的裝置及方法是非常必要的。

針對上述需求，目前已有的相關(guān)解決方案如下：

中國專利?CN?1815258?A（公開日20060809）提出了一種基于掃描振鏡的光電成像跟蹤系統(tǒng)。利用掃描振鏡形成視場偏移，根據(jù)目標(biāo)信號與背景信號“視場和變化頻率像差巨大”的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)天光背景噪聲的抑制。

中國專利?CN?101685162?A?（公開日20100331）提出一種白天星體探測裝置。該裝置同時采用光譜濾波法和偏振法對白天無云天空背景下的目標(biāo)星體進(jìn)行探測，提高了白天星體的探測性能。

中國專利?CN?110888177?A?（公開日20200317）提出一種利用剪切干涉儀實(shí)現(xiàn)強(qiáng)背景暗弱空間目標(biāo)提取的探測裝置。利用剪切干涉儀實(shí)現(xiàn)剪切干涉條紋的周期性往返運(yùn)動，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)光信號的頻率調(diào)制，最后利用微弱信號檢測設(shè)備對受調(diào)制的目標(biāo)信號進(jìn)行檢測，并抑制包含天光背景在內(nèi)的主要噪聲的影響，實(shí)現(xiàn)對暗弱目標(biāo)信號的探測。

現(xiàn)有技術(shù)采用的掃描振鏡、偏振、光譜濾波、以及剪切干涉等目標(biāo)信號調(diào)制方法在增強(qiáng)信噪比的同時均會造成不同程度的目標(biāo)能量損失，因而對于望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)的探測能力提升有限，目前尚無法滿足白天強(qiáng)天光背景下暗弱空間目標(biāo)監(jiān)測的應(yīng)用需求。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于此，有必要針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷提供一種滿足白天強(qiáng)天光背景下暗弱空間目標(biāo)監(jiān)測應(yīng)用需求的探測裝置及識別方法。

為解決上述問題，本申請采用下述技術(shù)方案：

本申請目的之一，提供了一種白天強(qiáng)天光背景暗弱目標(biāo)識別裝置，包括望遠(yuǎn)鏡主光學(xué)單元（100）、探測器單元（200）及圖像處理單元（10），所述望遠(yuǎn)鏡主光學(xué)單元（100）包括主鏡（1）及次鏡（2），所述探測器單元（200）包括分光鏡（6）、可見光探測器（7）、短波紅外探測器（8）及同步觸發(fā)器（9），所述同步觸發(fā)器（9）與所述可見光探測器（7）及所述短波紅外探測器（8）均電性連接，所述圖像處理單元（10）與所述可見光探測器（7）及所述短波紅外探測器（8）均電性連接；其中：

光束經(jīng)所述主鏡（1）反射后進(jìn)入所述次鏡（2），再經(jīng)所述次鏡（2）入射進(jìn)入所述分光鏡（6），可見光波段的光束經(jīng)所述分光鏡（6）反射至所述可見光探測器（7），短波紅外波段的光束經(jīng)所述分光鏡（6）透射至所述短波紅外探測器（8），所述同步觸發(fā)器（9）控制所述可見光探測器（7）及所述短波紅外探測器（8）以保證同一中間時刻曝光，并同時傳輸至所述圖像處理單元（10），所述圖像處理單元（10）利用可見光天光背景信號完成短波紅外波段天光背景建模，再結(jié)合實(shí)測短波紅外目標(biāo)圖像，得到目標(biāo)提取結(jié)果。