一种机载轻小型视频多谱段成像系统的制作方法

专利2026-09-16  0


本发明涉及航空对地观测领域,具体涉及多光谱成像及目标探测成像系统领域。


背景技术:

1、机载多谱段成像系统一次挂机飞行可以获取目标多个谱段的图像信息,在农业、林业、城市规划、水质检测以及目标探测等领域均具有重要的应用。

2、机载多谱段成像系统主要分为多镜头单相机型、多镜头多相机型及单镜头单相机型。其中,多镜头单相机型具有多个成像物镜,每个物镜前各有一个不同谱段范围的滤光片,可以同时获取目标在不同波段的图像信息,但是由于多个镜头存在视场偏差,系统的校准过程十分严苛,并且系统体积重量相对较大。多镜头多相机型是由几个相机组合在一起,同样每个相机配置不同谱段范围的滤光片,分别获取目标在不同波段的图像信息,获取图像后进行配准处理,系统的体积重量随着相机数量的增多成比例增大。单镜头单相机型在探测器上集成不同波段的滤光膜,可获取目标的多光谱信息,系统结构简单,图像重叠度高,市面上产品包括silios公司的9通道多光谱相机,ximea公司的16和25通道多光谱相机,但是此类型相机仅可获取目标的多光谱信息,若要同时获取目标的全色图像,还需要单独再配置一台全色相机,在机载平台的狭小空间中,配置多台相机对平台的载重及稳定性要求较高,并且后期的全色及光谱图像数据融合处理也较为复杂。

3、本发明提出了一种机载轻小型视频多谱段成像系统,使用新型光谱全色集成探测器,在探测器表面集成全色光谱滤光阵列,单帧图像中同时包含目标的全色及多光谱信息,数据配准过程简单,系统体积重量大幅缩减,在机载多谱段成像领域具有重大的应用前景。


技术实现思路

1、本发明提出了一种机载轻小型视频多谱段成像系统,用于解决目前机载成像系统同时获取全色及多光谱信息时需要搭载两台及以上数量的相机时存在的问题,此发明降低了图像配准处理难度,减小了系统的体积重量,基于此种视频多谱段成像系统可以应用于无人机等小型航空平台。

2、本发明提出了一种机载轻小型视频多谱段成像系统,其中,视频多谱段成像系统采用光谱全色集成探测器,光谱全色集成探测器在像元上集成了按“2×3”排布的六通道滤光阵列,六通道滤光阵列包括五个窄带带通滤光通道及一个全色通道,五个窄带带通滤光通道的谱段范围分别为λ11-λ12,λ21-λ22,λ31-λ32,λ41-λ42,λ51-λ52。

3、其中,六通道滤光阵列中每个滤光通道的尺寸为探测器像元尺寸的n2(n=1,2,3…)倍,滤光阵列可以是干涉式薄膜结构、光子晶体结构或其他类型的滤光结构,各通道的谱段范围的起止波长可以相交,六通道的排列方式从左上角至右下角不限于按λ11-λ12,λ21-λ22,λ31-λ32,λ41-λ42,λ51-λ52及全色通道排布。

4、所述机载轻小型视频多谱段成像系统包括光谱全色集成探测器、成像物镜、数据处理单元、数据存储单元、数据传输单元等。

5、具体来说,相比现有的机载多谱段成像系统,本发明的机载轻小型视频多谱段成像系统采用光谱全色集成探测器,探测器像元上集成了按“2×3”排布的六通道滤光阵列,单幅图像中同时包含目标的多光谱信息及全色信息,解决了传统机载多谱段成像系统多镜头多相机的设计难题,降低了图像配准难度,同时大幅缩减了系统的体积重量,在农业、林业、城市规划、水质检测以及目标探测等领域均具有重要的应用前景。



技术特征:

1.一种机载轻小型视频多谱段成像系统,其特征在于:视频多谱段成像系统采用光谱全色集成探测器,探测器像元上集成了按“2×3”排布的六通道滤光阵列,六通道滤光阵列包括五个窄带带通滤光通道及一个全色通道,五个窄带带通滤光通道的谱段范围分别为λ11-λ12,λ21-λ22,λ31-λ32,λ41-λ42,λ51-λ52。

2.根据权利要求1所述的六通道滤光阵列,其特征在于,所述六通道滤光阵列中每个滤光通道的尺寸为探测器像元尺寸的n2(n=1,2,3…)倍。

3.根据权利要求1所述的六通道滤光阵列,其特征在于,所述滤光阵列可以是干涉式薄膜结构、光子晶体结构或其他类型的滤光结构。

4.根据权利要求1所述的六通道滤光阵列,其特征在于,所述滤光阵列中各通道的谱段范围的起止波长可以相交。

5.根据权利要求1所述的六通道滤光阵列,其特征在于,所述滤光阵列中六通道的排列方式从左上角至右下角不限于按λ11-λ12,λ21-λ22,λ31-λ32,λ41-λ42,λ51-λ52及全色通道排布。

6.根据权利要求1所述的一种机载轻小型视频多谱段成像系统,其特征在于,所述系统包括光谱全色集成探测器、成像物镜、数据处理单元、数据存储单元、数据传输单元等。


技术总结
本发明公开了一种机载轻小型视频多谱段成像系统,视频多谱段成像系统采用光谱全色集成探测器,探测器像元上集成了按“2×3”排布的六通道滤光阵列,包括五个窄带带通滤光通道及一个全色通道,系统获取的单帧图像中同时包含目标的全色及多光谱信息,此发明解决了传统机载多谱段成像系统多镜头多相机的设计难题,降低了图像配准处理难度,减小了系统的体积重量,基于此种视频多谱段成像系统可以应用于无人机等小型航空平台。

技术研发人员:高博
受保护的技术使用者:苏州谱像科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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