一种激光雷达与成像光谱仪光学中心重合方法技术

本发明专利技术涉及一种激光雷达与成像光谱仪光学中心重合方法，信号光束到达滤光片后分为不同波长范围的反射光束和透射光束；成像光谱仪和激光雷达的工作波长范围不同，在相应的波长范围光路上，分别设置符合反射光束波长范围和透射光束波长范围的成像光谱仪和激光雷达；其中，信号光束入射滤光片时具有一定角度；所述滤光片在信号光束到达处具有位置重合的反射点和透射点

【技术实现步骤摘要】
一种激光雷达与成像光谱仪光学中心重合方法


[0001]本专利技术属于机载高光谱，机载激光雷达测量
，尤其涉及一种激光雷达与成像光谱仪光学中心重合方法
。

技术介绍

[0002]激光雷达可以理解为一个测量角度可以快速切换的激光测距仪，可以给出被测各点与一个特定点距离和角度关系，这个特定点我们称为激光雷达的成像中心
。
成像光谱仪，每次只拍摄一条线上的数据，这条数据上的每一个，都相当于从一个特定点去观察，这个特定点我们称为成像光谱仪的成像中心
。
[0003]激光雷达和成像光谱仪都是测绘遥感行业常用的机载设备，两者测量的数据有很强的联合使用的可能
。
但是因为机载测量的特点，主要是测量过程中很容易发生测量角度的变化
。
所以这两者的数据要很准确的统一到同一坐标系，难度很大
。
主要是靠地面控制点的方法，在地面上布置若干明显的标志物，然后在两种数据中都找到相同控制点，将这些坐标一一匹配，再把其他坐标的数据安装插值的方法进行贴合，最终完成两种数据与坐标的一一对应
。
这种方法的缺陷在于，一，布设控制点会产生大量的工作量，在很多地貌条件下，布设控制点非常不现实
。
比如丛林
。
二
、
控制点数量毕竟有限，没有控制点的会存在误差
。
三，由于机载测量时测量角度的随机性，地表并不是完全水平等因素，数据实际上并不是一一匹配
。
就是说有时候同一坐标但是激光雷达测量数据和成像光谱仪测量的数据并不是同一个物体
。
四，控制点方法，后期数据处理，也需要较多的手工操作，效率很低
。
[0004]现有采用的是将两台设备安装到一个系统中，是的成像中心相隔尽可能的近，比如
10cm。
中心的连线与飞机的航向平行
。
假设飞机在飞行过程中大致平稳，航速加入是
2m/s
，则这两个中心会在
0.05s
这样极短的时间内，先后经过同一个测量点
。
通过时间序列，比如用最新的雷达数据和
0.05s
之前的高光谱数据匹配
。
我们认为这两种数据是同时从同一成像中心测量的
。
数据自然按照角度匹配
。
[0005]但是这种方法的缺陷在于，并不能保证成像中心会确切的经过空间中的同一个点，且观测角度一致，所以只能算是一种非常好的近似方法
。
[0006]综上，现行方法的工作量大，误差大
。

技术实现思路

[0007](
一
)
要解决的技术问题
[0008]针对现有存在的技术问题，本专利技术提供一种激光雷达与成像光谱仪光学中心重合方法能让两个设备的成像中心完全重合起来，从而保证测量的位置相同，测量角度相同，用以达到两种数据精准融合的目的
。
[0009](
二
)
技术方案
[0010]为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：
[0011]一种激光雷达与成像光谱仪光学中心重合方法，信号光束到达滤光片后分为不同
波长范围的反射光束和透射光束；
[0012]成像光谱仪和激光雷达的工作波长范围不同，在相应的波长范围光路上，分别设置符合反射光束波长范围和透射光束波长范围的成像光谱仪
、
激光雷达；
[0013]其中，信号光束入射滤光片时具有一定角度；
[0014]所述滤光片在信号光束到达处具有位置重合的反射点和透射点
。
[0015]优选地，所述成像光谱仪的成像中心到反射点的距离与所述激光雷达的成像中心到透射点的距离相等
。
[0016]优选地，所述方法还包括：选取工作波长范围不同的成像光谱仪和激光雷达；
[0017]选取能够满足成像光谱仪和激光雷达工作波长范围需求的滤波片；
[0018]所述滤光片能够透射第一波长范围的光和反射第二波长范围的光
。
[0019]优选地，所述滤光片为二向色性滤光片；
[0020]所述滤光片设置在信号光束路上，并与信号光束呈
45
°
夹角布置
。
[0021]优选地，所述滤光片能够对
1000nm
以下波长的光进行反射；
[0022]所述滤光片能够对
1000nm
以上波长的光进行透射
。
[0023]优选地，所述激光雷达的工作波长大于
1000nm
；
[0024]所述成像光谱仪的工作波长为
400
‑
1000nm。
[0025]优选地，所述第一波长段与所述第二波长段不同
。
[0026]优选地，当第一波长范围能满足成像光谱仪的要求时，第二波长范围的光能满足激光雷达的要求；
[0027]当第二波长范围能满足成像光谱仪的要求时，第一波长范围能满足激光雷达的要求
。
[0028](
三
)
有益效果
[0029]本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的一种激光雷达与成像光谱仪光学中心重合方法，具有以下有益效果：
[0030]该方法能让两个设备的成像中心完全重合起来，从而保证测量的位置相同，测量角度相同，并提供更准确的两种数据融合方式
。
[0031]该方法还为激光雷达和成像光谱仪数据的联用，以及数据相互印证提供了一种非常好的方案
。
[0032]该方法实现两种成像中心重合，极大提高了数据融合的准确性
。
附图说明
[0033]图1为本专利技术提供的一种激光雷达与成像光谱仪光学中心重合方法的重合示意图
。
[0034]附图标记：
[0035]1：信号光束；2：反射光束；3：透射光束；4：滤光片；5：成像光谱仪；6：激光雷达
。
具体实施方式
[0036]为了更好的解释本专利技术，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本专利技术作详细描述
。
[0037]如图1所示：本实施例中公开了一种激光雷达与成像光谱仪光学中心重合方法，信号光束1到达滤光片4后分为不同波长范围的反射光束2和透射光束3；成像光谱仪5和激光雷达6的工作波长范围不同，在相应的波长范围光路上，分别设置符合反射光束波长范围2和透射光束波长范围的成像光谱仪
5、
激光雷达6；其中，信号光束入射滤光片4时具有一定角度；所述滤光片4在信号光束1到达处具有位置重合的反射点和透射点
。
需要说明的是：本实施例中的信号光束载有地物表面物质的反射光谱强度信息以及激光雷达的脉冲信息
。
[0038]滤光片4反射光的波长和滤光片透射光的波长是根据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种激光雷达与成像光谱仪光学中心重合方法，其特征在于，信号光束到达滤光片后分为不同波长范围的反射光束和透射光束；成像光谱仪和激光雷达的工作波长范围不同，在相应的波长范围光路上，分别设置符合反射光束波长范围和透射光束波长范围的成像光谱仪
、
激光雷达；其中，信号光束入射滤光片时具有一定角度；所述滤光片在信号光束到达处具有位置重合的反射点和透射点
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述成像光谱仪的成像中心到反射点的距离与所述激光雷达的成像中心到透射点的距离相等
。3.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：选取工作波长范围不同的成像光谱仪和激光雷达；选取能够满足成像光谱仪和激光雷达工作波长范围需求的滤波片；所述滤光片能够透射第一波长范围的光和反射第二波长范围的光
。4.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述滤光片为二向色性滤光片；所述滤...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱湘宁，韩善龙，任立新，
申请(专利权)人：北京依锐思遥感技术有限公司，
类型：发明
国别省市：