高光谱成像系统、高光谱相机及高光谱相机系统技术方案

本发明专利技术提供了一种高光谱成像系统、高光谱相机及高光谱相机系统，该高光谱成像系统在探测器的像平面上以镀膜的方式设置不同透过波长的滤光片，同一透过波长的滤光片在像平面上由像平面的中心向边缘呈放射的形式排列，成像时，控制模块控制电机带动探测器以其中心为轴对目标物体进行旋转扫描，得到目标物体的多个不同波段的高光谱图像。该系统得到的高光谱图像的中心分辨率高，不存在光谱混叠的现象，光谱覆盖范围广，成像系统的集成度高，缓解了现有的采用色散分光技术进行分光时，得到的高光谱图像存在光谱混叠度高，光谱范围窄，成像系统的紧凑性较低的技术问题。

Hyperspectral imaging system, hyperspectral camera and hyperspectral camera system

The invention provides a hyperspectral imaging system, a hyperspectral camera and a hyperspectral camera system. The hyperspectral imaging system sets filters of different transmission wavelengths on the image plane of the detector by coating, and the filters of the same transmission wavelengths are arranged in the image plane in the form of radiation from the center of the image plane to the edge. When imaging, the control module controls the motor to drive the detector to rotate and scan the target object with its center as the axis, and obtains the hyperspectral images of the target object in different bands. The hyperspectral image obtained by this system has high central resolution, no spectral aliasing phenomenon, wide spectral coverage and high integration of imaging system, which alleviates the high spectral aliasing, narrow spectral range and compactness of the imaging system when the existing dispersive spectroscopy technology is used for spectral separation. Lower technical problems.

【技术实现步骤摘要】
高光谱成像系统、高光谱相机及高光谱相机系统
本专利技术涉及高光谱成像的
，尤其是涉及一种高光谱成像系统、高光谱相机及高光谱相机系统。
技术介绍
高光谱遥感技术融合了光谱技术和成像技术，是当前国际上对地观测遥感技术发展的重要方向。高光谱成像技术在二维成像的基础上增加了光谱维，通过高光谱成像系统把被测物的辐射分解成不同波段的谱辐射，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。高光谱数据对于地物的识别、分析具有重要意义，目前已经在矿物勘探、农林资料调查、环境监控以及城市规划等诸多领域取得了广泛的运用。当前高光谱成像平台主要包括卫星平台、航空平台与地面成像。高光谱相机采用的分光技术直接影响着整个高光谱相机的性能、结构的复杂程度、重量和体积等。高光谱成像需要通过分光技术使不同波段的范围区分，当前高光谱成像主要的分光方式包括色散型分光、傅立叶干涉型分光、滤光片分光、衍射光学分光等几种。从当前国内外航空航天的成像光谱仪研究现状来看，推扫式色散分光型成像光谱仪处于主要应用地位。现有的推扫式色散分光型成像光谱仪中，色散元件主要为棱镜这一光学元件，通过准直镜、棱镜、会聚镜的配合实现分光。但是利用棱镜进行分光时，会出现光谱弯曲、色散非线性等现象，导致其光谱混叠度高，同时其光谱范围较窄，并且由准直镜、棱镜、会聚镜等多个器件组成的光路使得成像系统的紧凑性较低。综上，在现有的高光谱成像系统中，采用色散分光技术进行分光时，得到的高光谱图像存在光谱混叠度高，光谱范围窄，且成像系统的紧凑性较低的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种高光谱成像系统、高光谱相机及高光谱相机系统，以缓解在现有的高光谱成像系统中，采用色散分光技术进行分光时，得到的高光谱图像存在光谱混叠度高，光谱范围窄，且成像系统的紧凑性较低的技术问题。第一方面，本专利技术实施例提供了一种高光谱成像系统，所述系统包括：高光谱成像模块，控制模块和电机；所述高光谱成像模块包括：物镜和探测器，所述探测器的像平面上以镀膜的方式设置不同透过波长的滤光片，同一透过波长的滤光片在所述像平面上由所述像平面的中心向边缘呈放射的形式排列；所述控制模块分别与所述探测器和所述电机连接，所述控制模块用于控制所述电机工作，以使所述电机带动所述探测器以其中心为轴对目标物体进行旋转扫描，得到所述目标物体的多个不同波段的高光谱图像。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述系统还包括：数据存储模块；所述数据存储模块用于存储所述多个不同波段的高光谱图像。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述系统还包括：电源模块；所述电源模块分别与所述控制模块，所述电机，所述探测器连接，用于为所述控制模块，所述电机，所述探测器进行供电。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述电源模块包括：电池。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述探测器包括：CMOS传感器。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，当旋转扫描时，所述探测器将透过所述滤光片的光信号转换为电信号，并通过模数转换，得到所述多个不同波段的高光谱图像。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述滤光片可根据实际需求进行定制选择。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种高光谱相机，所述高光谱相机包括上述第一方面中所述的高光谱成像系统，还包括外壳；所述高光谱成像系统设置于所述外壳内部。结合第二方面，本专利技术实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述高光谱相机还包括：USB接口；所述USB接口的一端与所述高光谱成像系统的数据存储模块连接，另一端与USB数据线连接，用于将所述数据存储模块中存储的多个不同波段的高光谱图像导入至终端设备，以对所述多个不同波段的高光谱图像进行分析。第三方面，本专利技术实施例还提供了一种高光谱相机系统，所述高光谱相机系统包括上述第二方面中所述的高光谱相机，还包括：支撑架；所述支撑架用于支撑所述高光谱相机。本专利技术实施例带来了以下有益效果：在现有的高光谱成像系统中，采用色散分光技术进行分光时，得到的高光谱图像存在光谱混叠度高，光谱范围窄，且成像系统的紧凑性较低的技术问题。与现有的高光谱成像系统相比，本专利技术的高光谱成像系统中，在探测器的像平面上以镀膜的方式设置有不同透过波长的滤光片，同一透过波长的滤光片在像平面上由像平面的中心向边缘呈放射的形式排列，这样，在进行高光谱成像时，控制模块控制电机工作，进而电机带动探测器以其中心为轴对目标物体进行旋转扫描，这样，目标物体反射的光通过物镜进入，再通过不同透过波长的滤光片进行分光，进而经由探测器的信号变换，得到目标物体的多个不同波段的高光谱图像。该高光谱成像系统通过在探测器的像平面上以镀膜的方式设置不同透过波长的滤光片进行分光，得到的高光谱图像的光谱分辨率高，不存在光谱混叠的现象，并且光谱覆盖范围广，成像系统的集成度高，缓解了在现有的高光谱成像系统中，采用色散分光技术进行分光时，得到的高光谱图像存在光谱混叠度高，光谱范围窄，且成像系统的紧凑性较低的技术问题。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种高光谱成像系统的连接结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的不同透过波长的滤光片在像平面上的排列示意图；图3为本专利技术实施例提供的探测器的示意图；图4为本专利技术实施例提供的另一种高光谱成像系统的连接结构示意图。图标：11-物镜；12-探测器；13-控制模块；14-电机；15-数据存储模块；16-电源模块。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为便于对本实施例进行理解，首先对本专利技术实施例所公开的一种高光谱成像系统进行详细介绍。实施例一：一种高光谱成像系统，参考图1，该系统包括：高光谱成像模块，控制模块13和电机14；高光谱成像模块包括：物镜11和探测器12，探测器12的像平面上以镀膜的方式设置不同透过波长的滤光片，同一透过波长的滤光片在像平面上由像平面的中心向边缘呈放射的形式排列；控制模块13分别与探测器12和电机14连接，控制模块13用于控制电机14工作，以使电机14带动探测器12以其中心为轴对目标物体进行旋本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高光谱成像系统，其特征在于，所述系统包括：高光谱成像模块，控制模块和电机；所述高光谱成像模块包括：物镜和探测器，所述探测器的像平面上以镀膜的方式设置不同透过波长的滤光片，同一透过波长的滤光片在所述像平面上由所述像平面的中心向边缘呈放射的形式排列；所述控制模块分别与所述探测器和所述电机连接，所述控制模块用于控制所述电机工作，以使所述电机带动所述探测器以其中心为轴对目标物体进行旋转扫描，得到所述目标物体的多个不同波段的高光谱图像。

【技术特征摘要】
1.一种高光谱成像系统，其特征在于，所述系统包括：高光谱成像模块，控制模块和电机；所述高光谱成像模块包括：物镜和探测器，所述探测器的像平面上以镀膜的方式设置不同透过波长的滤光片，同一透过波长的滤光片在所述像平面上由所述像平面的中心向边缘呈放射的形式排列；所述控制模块分别与所述探测器和所述电机连接，所述控制模块用于控制所述电机工作，以使所述电机带动所述探测器以其中心为轴对目标物体进行旋转扫描，得到所述目标物体的多个不同波段的高光谱图像。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：数据存储模块；所述数据存储模块用于存储所述多个不同波段的高光谱图像。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：电源模块；所述电源模块分别与所述控制模块，所述电机，所述探测器连接，用于为所述控制模块，所述电机，所述探测器进行供电。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述电源模块包括：电池。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：周春平，宫辉力，李小娟，苏俊杰，田金炎，孟冠嘉，钟若飞，杨灿坤，李月，郭姣，
申请(专利权)人：首都师范大学，中图高科北京信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11