光譜成像技術利用目標的不同譜段信息獲取目標的物理屬性,提高了對目標探測的準確性、靈敏度,擴展了傳統(tǒng)成像系統(tǒng)的探測能力,是光電探測領域的一個重大突破。寬波段導航與多光譜成像技術的融合在星體測繪、環(huán)境監(jiān)測等領域具有極為重要應用價值。本文將研究同時對寬波段復合與多光譜成像提出要求的系統(tǒng),提供導航功能與光譜成像分析功能復合。系統(tǒng)采用濾光片轉輪實現(xiàn)共用一個相機,通過濾光輪中的濾光片旋轉得到目標的多光譜分譜段圖像,利用濾光輪中的白片檔位實現(xiàn)寬譜段導航圖像信息的獲取。文中重點對寬波段多光譜相機光學系統(tǒng)進行了設計與分析,首先基于色差校正理論與光學玻璃的色散特性圖,對寬譜段光學系統(tǒng)的色差方程進行了推導,基于此原理對玻璃材料進行了合理選取,并對系統(tǒng)的初始結構參數(shù)進行了計算,合理地校正了寬波段光學系統(tǒng)中的色差。系統(tǒng)要求對遠近不同距離目標均能清晰成像,為實現(xiàn)此目的對系統(tǒng)進行了內(nèi)調(diào)焦設計。為了解決在內(nèi)調(diào)焦過程中色差穩(wěn)定的難題,建立了內(nèi)調(diào)焦色差校正的數(shù)學模型,提出了一種內(nèi)調(diào)焦寬光譜光學系統(tǒng)的設計方法,分析不同光焦度分布對于系統(tǒng)內(nèi)調(diào)焦過程中組元之間間距變化量的影響,最終在實現(xiàn)內(nèi)調(diào)焦優(yōu)良像質(zhì)的前提下,減少移動元件個數(shù)... 

【文章來源】：長春理工大學吉林省

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

星敏

第1章緒論4時的情況對比，現(xiàn)在的星載星敏感器不但節(jié)約能耗，而且有效節(jié)約了空間，將來體積會越來越小[21-22]。星敏感器圖可參考下圖1.1。（a）TDP6forAlphasat型星敏感器（b）CT-633型星敏感器（c）SED26型星敏感器（d）AST-301型星敏感器圖1.1星敏感器實物圖1.2.1.2國外多光譜成像研究進展為實現(xiàn)光譜技術在遙感領域中的運用，在上世紀中后期，已有光譜成像學(ImagingSpectrometry)的理念出現(xiàn)，出自美國噴氣推進實驗室(JPL)[23]。在此原理的基礎上國內(nèi)外研究出了大量的各類型的機載光譜相機。光譜成像技術主要是把光譜、空間成像兩種技術相結合，把圖與譜合為一體，由此所得到的數(shù)據(jù)立方體(Date-Cube)，即可涵蓋一維光譜、二維空間的數(shù)據(jù)[24]，有效加大了遙感數(shù)據(jù)所涵蓋的信息，對于遙感領域而言，光譜成像技術的發(fā)展極為關鍵[25-26]。第一代機載成像光譜相機AIS(具體可參考下圖1.2)誕生于上世紀的中后期[27]，此后，研究人員基于NASA對機載試驗樣機進行研發(fā)。其通過光柵衍射分光，HgCdTe探測器，推掃式成像，所含波段為128個，光譜寬度為0.9~2.4μm。圖1.2光譜成像儀AIS實物圖美國LHSystem公司在2000年時，研發(fā)得到了機載線陣多光譜成像系統(tǒng)ADS40，

第1章緒論5該系統(tǒng)能夠有效擴大相機的探測區(qū)域。ADS40搭載中，有4個線陣多光譜CCD、3個全色線陣CCD，需在對應平臺進行操作，能夠同一時間內(nèi)，得到7個波段圖像數(shù)據(jù)。具體可參考下圖1.3。圖1.3ADS40多光譜成像儀美國Vexed公司于2006年、2008年，研發(fā)出UCX、UCX2型多光譜成像系統(tǒng)。其探測器、光學鏡頭都為8個，具有良好的分辨率，探測器、光學鏡頭都平均分為2組，一組為全色波段探測器、鏡頭，其按照飛行方向，等距分布，而另一組是多光譜探測器、鏡頭，則基于上一組的分布，在其周圍對稱分布，不僅可得到多波段航片，而且畫面信息豐富，質(zhì)量高，或許信息的速度快，具體可參考下圖1.4。圖1.4UCX多光譜航拍系統(tǒng)荷蘭Quest-innovations公司于2014年時，研發(fā)得到5CCD多光譜相機Condor5。其包含了5片CCD、1個分光鏡頭。在采集圖像的過程中，入射光根據(jù)波長，通過分光鏡頭切分出5個波段，再在CCD靶面入射。其光譜寬度包含了近紫外至近紅外的波長寬度，成為目前市面上，唯一的能夠同時滿足無人機數(shù)據(jù)采集諸多要求的設備，具體可參考下圖1.5。圖1.5Condor5多光譜相機

【參考文獻】：
期刊論文
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