一种基于光谱的车载360度全景目标识别系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于光谱的车载360度全景目标识别系统，涉及遥感技术领域，包括相机部、支撑部和转动部；所述相机部包括RGB相机、线成像高光谱相机和微处理器；所述RGB相机和线成像光谱相机分别与微处理器连接；微处理器与转动部连接，所述微处理器用于控制RGB相机对图像的采集、线成像高光谱相机对图像的采集、旋转台的运动、对图像和数据的实时处理分析；所述RGB相机的RGB相机镜头和线成像高光谱相机的光谱相机镜头的中心轴连线与水平面平行或垂直；所述支撑部用于对相机部进行支撑并固定；所述转动部用于带动整个相机部同时旋转。

【技术实现步骤摘要】
一种基于光谱的车载360度全景目标识别系统
本专利技术涉及遥感
，尤其涉及一种基于光谱的车载360度全景目标识别系统。
技术介绍
遥感技术的发展在经历了全色(黑白)、彩色(RGB)，多光谱扫描成像阶段之后，由在上世纪80年代初期出现的成像光谱技术，促使光学遥感进入了一个崭新的阶段——高光谱遥感阶段。所谓的高光谱指的是具有高光谱分辨率的遥感科学和技术，成像光谱技术所使用的成像光谱仪能够在电磁波谱的紫外、可见光、近红外和短波红外区域，获取许多非常窄且光谱连续的图像数据。成像光谱仪为每一个像元提供数十至数百个窄波段的光谱信息，由此而构成一条完整而且连续的光谱曲线。成像光谱仪将视场范围内观察的各种地物以完整的光谱曲线记录下来，而对所记录的数据进行分析处理和研究是多学科所要进行的工作。作为一门新兴的交叉学科，其主要建立在传感器、计算机等技术的基础上，涉及到电磁波理论、光谱学与色度学、物理/几何光学、电子工程、信息学、地理学、农学、大气科学、海洋学等多门学科。而电磁波理论则是遥感技术的物理基础，电磁波与地表物质的相互作用机理、电磁波在不同介质中的传输模型和对其进行接收、分析是综合各门学科和技术的核心所在。针对不同地物的不同光谱特征,利用高光谱图像可有效地区分和识别地物,是一种典型的非接触性无损检测技术，可同时获取目标的空间和光谱信息，根据不同材质的“指纹”光谱特征可实现对目标的探测识别等工作。因而被广泛地应用于大气探测、医学诊断、物质分类和目标识别、国土资源、生态、环境监测和城市遥感中，由于行业的特殊性和技术应用手段的限制，大多通过卫星遥感、固定翼飞行器、旋翼无人机等方式来获取其遥感数据。目前，常见的目标识别系统有两种。一种是对推扫型成像光谱相机系统，如图1和图2所示，该系统包括成像镜头19、高成像光谱仪20、面阵探测器21、二维平移扫描机构22以及封装外壳(封装外壳未画出)，将高成像光谱仪和面阵探测器固定在二维平移扫描机构之上，成像镜头固定在封装外壳上，高成像光谱仪和面阵探测器组合在一起，而与成像镜头与之分开。在成像过程中，二维平移机构会带动高成像光谱仪和面阵探测器在其中的一维空间上运动(运动扫描维度上)，推扫型成像模式每次也都只能够呈现目标对象上的一条线，通过目标物或者成像机构的相对运动来完成图像的拼接。所以高成像光谱仪的狭缝会与聚焦镜头的镜面保持平行，成像镜头会与在平移机构带动下运动的光谱成像仪和面阵探测器有了一个相对的运动，此过程也就是推扫型高光谱成像的过程。该系统的高成像光谱仪能够得到上百波段的连续图像，且每个图像像元都可以提取一条光谱曲线。把传统的二维成像技术和光谱技术有机的结合在一起，在用成像系统获取被测物空间信息的同时，通过光谱仪系统把被测物的辐射分解成不同波长的谱辐射，能在一个光谱区间内获得每个像元几十甚至几百个连续的窄波段信息。其波段不是离散的而是连续的，因此可以从它的每个像元均能够提取一条平滑而且完整的光谱曲线。而每个像元同时又包括了目标对象的光谱信息和辐射信息。因此，该系统的优势为：能够获取目标非常高分辨率的光谱信息，对目标的判别精度上有非常大的帮助，而且光谱范围也比较宽，从可见光到短波红外，中波红外都可以应用(350nm～4000nm)。扫描位移机构有非常高的精度来保证成像质量。而该系统的劣势为：由于推扫成像需要扫描机构的移动才能实现，扫描的行程也非常有限，空间分辨率低，因为目前推扫成像所使用的面阵探测器的像素为1936x1456(空间维度x光谱维度)，现在有很多相机像素能够达到2048x2048，甚至更高，但像素提高了，其需要的技术要求也非常高；并且，即使能够实现360°旋转的结构辅助其实现成像，其数据量也非常大，360度旋转扫描，也就是相机要对每一行信息进行存储和计算处理，按照一行数据量大小为380KB(969x256、空间维度x光谱维度)，扫描360度一周的数据量为：380Kbx10000＝(3800000Kb/1024)M＝3800M＝3.8G，可以看出，在处理时效性方面就会降低。另一种是LCTF型多光谱成像仪，它包括镜头23、LCTF24和面阵探测器25；如图6所示，其原理为：多波段光谱调谐由LCTF完成,采用LCTF一方面是因为LCTF在很宽的光谱范围内有很高的透过率,另一方面是因为它有很高的光电作用系数。LCTF是基于偏振光的干涉原理而制成，是一种Lyot型可调谐双折射滤光器件,由依次平行排列的许多级级联而成,每一级包含有两个相互平行的偏振片,中间夹着液晶延迟片。当光源通过其中一级单元时,由于沿液晶快、慢轴传播的两束光振动方向相同,而位相差一定,因此发生干涉作用。光源发出的光照射在被拍摄目标上，目标表面将一部分光反射，利用多光谱成像仪可记录下目标的单波长二维图像，通过调节LCTF的透过波长，可得到一系列不同波长的单色图像，将这些单色二维图像按波长顺序排列组成三维的多光谱图像立方体。这种系统有两种连接方式，分别是：如图3所示，LCTF、镜头和面阵探测器依次连接；如图4所示，镜头、LCTF和面阵探测器依次连接；第一方式的缺点是：由于LCTF有一定的厚度，当镜头的通光口径大于LCTF的孔径时会有光能损失并产生渐晕，LCTF的重量也会影响成像系统的设计，为保证光路共轴，需对LCTF加上支撑机构。第二种方式的缺点是：由于商品化的镜头是按照与相机直接相连的情况设计的，当镜头和相机之间加入有一定厚度的LCTF后，会使图像产生畸变、色差等，并改变系统的放大率，镜头的刻度值将不再准确等。并且，LCTF型多光谱成像仪虽然光谱分辨率较高，但是图像分辨率较差。
技术实现思路
专利技术目的：为解决现有的目标识别系统的空间分辨率和光谱分辨率无法兼顾，拍摄范围受限的问题，本专利技术提供一种基于光谱的车载360度全景目标识别系统。本专利技术的技术方案如下：一种基于光谱的车载360度全景目标识别系统，包括相机部、支撑部和转动部；所述相机部包括RGB相机、线成像高光谱相机和微处理器；所述RGB相机和线成像光谱相机分别与微处理器连接；微处理器与转动部连接，所述微处理器用于控制RGB相机对图像的采集、线成像高光谱相机对图像的采集、旋转台的运动、对图像和数据的实时处理分析；所述RGB相机的RGB相机镜头和线成像高光谱相机的光谱相机镜头的中心轴连线与水平面平行或垂直；所述支撑部用于对相机部进行支撑并固定；所述转动部用于带动整个相机部同时旋转。进一步地，所述相机部还包括外壳一。进一步地，所述线成像高光谱相机包括依次连接的光谱相机镜头、线成像高光谱仪和CCD面阵相机。具体地，所述支撑部为支撑盘。具体地，所述转动部与支撑盘连接，所述转动部包括外壳二、电机以及用于将电机轴转动转换为支撑盘绕自身中心轴转动的转动连接装置。具体地，所述系统还包括增稳云台，增稳云台上方设有固定构件，相机部、支撑部和转动部位于固定构件上方。采用上述方案后，本专利技术的有益效果如下：(1)本专利技术的系统借助RGB相机对目标空间图像信息的实时获取和线高光谱相机对RGB相机拍摄区域中的特定区域的行目标的光谱信息的实时获取，这样就完成了类似推扫模式下的高光谱数据立方体信息获取，对于图像像素的获取主要采用RGB相机，而不是方案一中的面阵相机，因此，空间分辨率会提高很本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于光谱的车载360度全景目标识别系统，其特征在于，包括相机部(1)、支撑部(2)和转动部(3)；所述相机部(1)包括RGB相机(4)、线成像高光谱相机(5)和微处理器(6)；所述RGB相机(4)和线成像光谱相机分别与微处理器(6)连接；微处理器(6)与转动部(3)连接，所述微处理器(6)用于控制RGB相机(4)对图像的采集、线成像高光谱相机(5)对图像的采集、旋转台的运动、对图像和数据的实时处理分析；所述RGB相机(4)的RGB相机(4)镜头和线成像高光谱相机(5)的光谱相机镜头(8)的中心轴连线与水平面平行或垂直；所述支撑部(2)用于对相机部(1)进行支撑并固定；所述转动部(3)用于带动整个相机部(1)同时旋转。

【技术特征摘要】
1.一种基于光谱的车载360度全景目标识别系统，其特征在于，包括相机部(1)、支撑部(2)和转动部(3)；所述相机部(1)包括RGB相机(4)、线成像高光谱相机(5)和微处理器(6)；所述RGB相机(4)和线成像光谱相机分别与微处理器(6)连接；微处理器(6)与转动部(3)连接，所述微处理器(6)用于控制RGB相机(4)对图像的采集、线成像高光谱相机(5)对图像的采集、旋转台的运动、对图像和数据的实时处理分析；所述RGB相机(4)的RGB相机(4)镜头和线成像高光谱相机(5)的光谱相机镜头(8)的中心轴连线与水平面平行或垂直；所述支撑部(2)用于对相机部(1)进行支撑并固定；所述转动部(3)用于带动整个相机部(1)同时旋转。2.一种基于光谱的车载360度全景目标识别系统，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈兴海，刘业林，黄智辉，王金龙，黄宇，于金科，张卓，苏秋城，
申请(专利权)人：四川双利合谱科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51