光譜成像技術(shù)利用目標(biāo)的不同譜段信息獲取目標(biāo)的物理屬性,提高了對(duì)目標(biāo)探測(cè)的準(zhǔn)確性、靈敏度,擴(kuò)展了傳統(tǒng)成像系統(tǒng)的探測(cè)能力,是光電探測(cè)領(lǐng)域的一個(gè)重大突破。寬波段導(dǎo)航與多光譜成像技術(shù)的融合在星體測(cè)繪、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域具有極為重要應(yīng)用價(jià)值。本文將研究同時(shí)對(duì)寬波段復(fù)合與多光譜成像提出要求的系統(tǒng),提供導(dǎo)航功能與光譜成像分析功能復(fù)合。系統(tǒng)采用濾光片轉(zhuǎn)輪實(shí)現(xiàn)共用一個(gè)相機(jī),通過(guò)濾光輪中的濾光片旋轉(zhuǎn)得到目標(biāo)的多光譜分譜段圖像,利用濾光輪中的白片檔位實(shí)現(xiàn)寬譜段導(dǎo)航圖像信息的獲取。文中重點(diǎn)對(duì)寬波段多光譜相機(jī)光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)與分析,首先基于色差校正理論與光學(xué)玻璃的色散特性圖,對(duì)寬譜段光學(xué)系統(tǒng)的色差方程進(jìn)行了推導(dǎo),基于此原理對(duì)玻璃材料進(jìn)行了合理選取,并對(duì)系統(tǒng)的初始結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算,合理地校正了寬波段光學(xué)系統(tǒng)中的色差。系統(tǒng)要求對(duì)遠(yuǎn)近不同距離目標(biāo)均能清晰成像,為實(shí)現(xiàn)此目的對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了內(nèi)調(diào)焦設(shè)計(jì)。為了解決在內(nèi)調(diào)焦過(guò)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(xué)模型,提出了一種內(nèi)調(diào)焦寬光譜光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法,分析不同光焦度分布對(duì)于系統(tǒng)內(nèi)調(diào)焦過(guò)程中組元之間間距變化量的影響,最終在實(shí)現(xiàn)內(nèi)調(diào)焦優(yōu)良像質(zhì)的前提下,減少移動(dòng)元件個(gè)數(shù)... 

【文章來(lái)源】：長(zhǎng)春理工大學(xué)吉林省

【文章頁(yè)數(shù)】：70 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

星敏

第1章緒論4時(shí)的情況對(duì)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(lái)體積會(huì)越來(lái)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(shí)物圖1.2.1.2國(guó)外多光譜成像研究進(jìn)展為實(shí)現(xiàn)光譜技術(shù)在遙感領(lǐng)域中的運(yùn)用，在上世紀(jì)中后期，已有光譜成像學(xué)(ImagingSpectrometry)的理念出現(xiàn)，出自美國(guó)噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室(JPL)[23]。在此原理的基礎(chǔ)上國(guó)內(nèi)外研究出了大量的各類型的機(jī)載光譜相機(jī)。光譜成像技術(shù)主要是把光譜、空間成像兩種技術(shù)相結(jié)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(duì)于遙感領(lǐng)域而言，光譜成像技術(shù)的發(fā)展極為關(guān)鍵[25-26]。第一代機(jī)載成像光譜相機(jī)AIS(具體可參考下圖1.2)誕生于上世紀(jì)的中后期[27]，此后，研究人員基于NASA對(duì)機(jī)載試驗(yàn)樣機(jī)進(jìn)行研發(fā)。其通過(guò)光柵衍射分光，HgCdTe探測(cè)器，推掃式成像，所含波段為128個(gè)，光譜寬度為0.9~2.4μm。圖1.2光譜成像儀AIS實(shí)物圖美國(guó)LHSystem公司在2000年時(shí)，研發(fā)得到了機(jī)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(kuò)大相機(jī)的探測(cè)區(qū)域。ADS40搭載中，有4個(gè)線陣多光譜CCD、3個(gè)全色線陣CCD，需在對(duì)應(yīng)平臺(tái)進(jìn)行操作，能夠同一時(shí)間內(nèi)，得到7個(gè)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(guó)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(cè)器、光學(xué)鏡頭都為8個(gè)，具有良好的分辨率，探測(cè)器、光學(xué)鏡頭都平均分為2組，一組為全色波段探測(cè)器、鏡頭，其按照飛行方向，等距分布，而另一組是多光譜探測(cè)器、鏡頭，則基于上一組的分布，在其周圍對(duì)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(shí)，研發(fā)得到5CCD多光譜相機(jī)Condor5。其包含了5片CCD、1個(gè)分光鏡頭。在采集圖像的過(guò)程中，入射光根據(jù)波長(zhǎng)，通過(guò)分光鏡頭切分出5個(gè)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(zhǎng)寬度，成為目前市面上，唯一的能夠同時(shí)滿足無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)采集諸多要求的設(shè)備，具體可參考下圖1.5。圖1.5Condor5多光譜相機(jī)

【參考文獻(xiàn)】：
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