【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高光谱成像，尤其是一种用于航拍的高光谱成像仪。
技术介绍
1、高光谱成像仪从硬件上结合了相机和光谱仪，能够同时获得物体的照片以及内部光谱信息。所述照片是指物体表面的图像信息，属于可见光频率范围，所述内部光谱是指物体内部的发出的光谱，其波长通常大于可见光，例如红外等。高光谱成像仪能够同时支持至少上百的波段数量，相比传统的多光谱成像仪其支持的波段数量显著增加，能同时获得物体更多波段上的光谱信息。
2、目前，有光谱成像仪被用于航拍，以获得地面植被以及土壤矿石水质等光谱信息，由于飞行器距离地面比较高，因此对于光谱成像的分辨率要求比较高。由于高光谱成像仪需要支持的波段数量很多，如果只有一个成像模块，由于进入的各种光谱总量一定，分发到各个波段上的光谱强度有限，各个波段上的成像分辨率必然有限，不适合要求高分辨率的情况。而如果有多个成像模块，由于多个成像模块之间存在视差，很难保证其成像与地面上的各个点是匹配的，也即很难保证各个成像模块之间数据的有效融合以与地面上的各个点相匹配。
技术实现思路
1、本专利技术主要解决的问题是，用于航拍的高光谱成像仪有多个成像模块时，如何保证其成像与地面上的各个点是匹配的。
2、一种用于航拍的高光谱成像仪，其特征为，包括时控模块和至少两个成像模块，所述各成像模块分别负责对不同的波段成像，所述成像模块纵向排列在飞行器的下方，其排列方向与飞行器的前后方向平行，所述成像模块之间的距离是一定的，每次航拍时，所述时控模块控制所述成像模块的拍
3、具体而言，各成像模块从前到后依次称为第1、第2…第n成像模块，所述n≥2，设第n成像模块与第1成像模块之间的距离为dn，所述时间间隔内航速为v，则第n成像模块与第1成像模块之间的拍摄时间间隔是dn/v；航拍时，经过所述时间间隔后，所述第n成像模块移动到第1成像模块位置，保证第n成像模块和第1成像模块拍摄的是同一片地面区域。
4、有益效果是，由于所述成像模块按照一定的时间间隔从前到后先后拍摄，航拍时，经过所述时间间隔后，后方成像模块刚好移动到前方成像模块位置，保证后方成像模块和前方成像模块拍摄的是同一片的地面区域，保证了其成像与地面上的各个点是匹配的，也即保证了各个成像模块之间数据的有效融合。所述至少两个成像模块，例如，具备两个成像模块，其中一个负责拍摄400-1000nm波长范围内的各个波段，另一个负责拍摄1000-1700nm波长范围内的各个波段，拍摄完成后将两者融合再与地面上的点相匹配，也即，地面上各点均需要所述两个成像模块的拍摄数据（各点均需要400-1700nm波长范围内的拍摄数据），将之叠加再与地面上的点相对应即可，同时，显然，在成像模块其它参数不变的前提下，具备两个成像模块相比一个成像模块成像分辨率翻倍。按照百度百科的定义，飞行器是在大气层内或大气层外空间（太空）飞行的器械，本专利技术所述飞行器包括两类：航空器、航天器，其中，在大气层内飞行的称为航空器，如气球、飞艇、飞机（包括无人机）等；在太空飞行的称为航天器，如人造地球卫星、载人飞船、空间探测器、航天飞机等。
5、所述成像模块包括镜头、感光传感器、数据处理端，能够利用从镜头进入的光线拍摄成像；其中，数据处理端为所有成像模块所共用。
6、有益效果是，所有成像模块共用一个数据处理端，相比于各自具备数据处理端（例如用独立的成像仪替换所述成像模块），更能快速有效处理拍摄数据，同时也能节省成本。
7、在各个成像模块的拍摄期间，所述航速是保持一定的；如果所述航速发生变化，则此次拍摄作废。
8、有益效果是，只有当所述航速是保持一定的，经过所述时间间隔后，后方成像模块才能刚好移动到前方成像模块位置，保证后方成像模块和前方成像模块拍摄的是同一片地面区域。
9、所述各个成像模块拍摄的均是照片，并且其曝光时间、视场角均相同。
10、有益效果是，如果所述成像模块拍摄的是视频，由于所述航度很难长时间保持一致，在航速变化的前提下，即使调整所述时间间隔也很难保证其成像与地面上的各个点是匹配的，拍摄的是照片就能避免这个问题，只要在拍摄照片期间，航速保持一定就行，这是很容易实现的，同时，拍摄高清照片也足够满足使用需求。各个成像模块的曝光时间、视场角均相同，因此其曝光的是同一片地面区域，能进一步保证其拍摄的是同一片地面区域。
11、所述各个成像模块均固定安装在飞行器之下，其拍摄方向相互平行，且朝向飞行器下方；飞行器航行时，所述各个成像模块的朝向保持与航行方向相互垂直。
12、有益效果是，只有当所述各个成像模块的朝向保持与航行方向相互垂直，经过所述时间间隔后，后方成像模块才能刚好移动到前方成像模块位置，保证后方成像模块和前方成像模块拍摄的是同一片的地面区域。
13、所述成像模块之间的距离是指成像模块视轴之间的水平距离。
14、有益效果是，成像模块视轴是成像模块光学结构的中心轴，这样，经过所述时间间隔后，后方成像模块与前方成像模块视轴刚好重合，后方成像模块才能刚好移动到前方成像模块位置。
15、还包括水平倾角传感器，所述飞行器水平放置时，所述水平倾角传感器水平安装在所述飞行器下，在所述时间间隔内，所述飞行器保持一定角度航行，使得所述水平倾角传感器测得的角度保持不变；如果所述水平倾角传感器测到的角度发生变化，也即所述飞行器航行角度发生变化，则所述拍摄数据作废。
16、有益效果是，所述水平倾角传感器能够保证所述时间间隔内飞行器保持一定角度航行，也就是水平直线航行或者以固定的倾角直线航行，也就是各成像模块之间的连线平行于航行方向，这样，经过所述时间间隔后，后方成像模块才能刚好移动到前方成像模块位置，保证后方成像模块和前方成像模块拍摄的是同一片的地面区域。
17、所述水平倾角传感器为双轴传感器，其一轴平行于飞行器航行方向，测量飞行器航行的俯仰角度，另一轴垂直于飞行器航行方向，测量飞行器航行的左右倾斜角度；在所述时间间隔内，如果所述双轴传感器测得的任何一个角度发生变化，则所述拍摄数据作废。
18、有益效果是，当所述水平倾角传感器任何一个角度发生变化，经过所述时间间隔后，后方成像模块的朝向会发生变化，不能刚好移动到前方成像模块位置，不能保证后方成像模块和前方成像模块拍摄的是同一片的地面区域，因此，此次拍摄必须作废，保持飞行器直线恒速航行再继续拍摄。
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1.一种用于航拍的高光谱成像仪，其特征为，包括时控模块和至少两个成像模块，所述各成像模块分别负责对不同的波段成像，所述成像模块纵向排列在飞行器的下方，其排列方向与飞行器的前后方向平行，所述成像模块之间的距离是一定的，每次航拍时，所述时控模块控制所述成像模块的拍摄时间，按照一定的时间间隔从前到后先后拍摄，保证各成像模块拍摄的是同一片地面区域，其中，所述时间间隔根据所述成像模块之间的距离和当时航速共同确定，所述航速由飞行器提供；
2.根据权利要求1所述的一种用于航拍的高光谱成像仪，其特征为，所述成像模块包括镜头、感光传感器、数据处理端，能够利用从镜头进入的光线拍摄成像；其中，数据处理端为所有成像模块所共用。
3.根据权利要求1所述的一种用于航拍的高光谱成像仪，其特征为，在各个成像模块的拍摄期间，所述航速是保持一定的；如果所述航速发生变化，则此次拍摄作废。
4.根据权利要求1所述的一种用于航拍的高光谱成像仪，其特征为，所述各个成像模块拍摄的均是照片，并且其曝光时间、视场角均相同。
5.根据权利要求1所述的一种用于航拍的高光谱成像仪，其特征
6.根据权利要求5所述的一种用于航拍的高光谱成像仪，其特征为，所述成像模块之间的距离是指成像模块视轴之间的水平距离。
7.根据权利要求1所述的一种用于航拍的高光谱成像仪，其特征为，还包括水平倾角传感器，所述飞行器水平放置时，所述水平倾角传感器水平安装在所述飞行器下，在所述时间间隔内，所述飞行器保持一定角度航行，使得所述水平倾角传感器测得的角度保持不变；如果所述水平倾角传感器测到的角度发生变化，也即所述飞行器航行角度发生变化，则所述拍摄数据作废。
8.根据权利要求7所述的一种用于航拍的高光谱成像仪，其特征为，所述水平倾角传感器为双轴传感器，其一轴平行于飞行器航行方向，测量飞行器航行的俯仰角度，另一轴垂直于飞行器航行方向，测量飞行器航行的左右倾斜角度；在所述时间间隔内，如果所述双轴传感器测得的任何一个角度发生变化，则所述拍摄数据作废。
...【技术特征摘要】
1.一种用于航拍的高光谱成像仪，其特征为，包括时控模块和至少两个成像模块，所述各成像模块分别负责对不同的波段成像，所述成像模块纵向排列在飞行器的下方，其排列方向与飞行器的前后方向平行，所述成像模块之间的距离是一定的，每次航拍时，所述时控模块控制所述成像模块的拍摄时间，按照一定的时间间隔从前到后先后拍摄，保证各成像模块拍摄的是同一片地面区域，其中，所述时间间隔根据所述成像模块之间的距离和当时航速共同确定，所述航速由飞行器提供；
2.根据权利要求1所述的一种用于航拍的高光谱成像仪，其特征为，所述成像模块包括镜头、感光传感器、数据处理端，能够利用从镜头进入的光线拍摄成像；其中，数据处理端为所有成像模块所共用。
3.根据权利要求1所述的一种用于航拍的高光谱成像仪，其特征为，在各个成像模块的拍摄期间，所述航速是保持一定的；如果所述航速发生变化，则此次拍摄作废。
4.根据权利要求1所述的一种用于航拍的高光谱成像仪，其特征为，所述各个成像模块拍摄的均是照片，并且其曝光时间、视场角均相同。
5.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨文涛，黄岳钧，陈铁桥，李思远，刘佳，王星，单良，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：发明
国别省市：
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