機載高光譜成像技術(shù)的原理及特點解析
發(fā)布時間:2024-09-27
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機載高光譜成像技術(shù)是將高光譜成像系統(tǒng)安裝在航空平臺上,如固定翼飛機、直升機、無人機等,具有光譜分辨率高、多波段、光譜合一特點的快速、無損檢測技術(shù)。本文對機載高光譜成像技術(shù)的原理及特點做了解析。
機載高光譜成像技術(shù)是將高光譜成像系統(tǒng)安裝在航空平臺上,如固定翼飛機、直升機、無人機等,具有光譜分辨率高、多波段、光譜合一特點的快速、無損檢測技術(shù)。本文對機載高光譜成像技術(shù)的原理及特點做了解析。
機載高光譜成像技術(shù)的原理:
光譜成像系統(tǒng)由光學(xué)系統(tǒng)、信號前端處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集記錄處理系統(tǒng)組成,光譜成像系統(tǒng)工作流程是:光學(xué)系統(tǒng)→信號前端處理→數(shù)據(jù)采集記錄處理。
高光譜成像技術(shù)融合了成像技術(shù)與光譜技術(shù),20世紀(jì)下半葉,隨著高光譜成像技術(shù)的發(fā)展,以光譜分辨率、時間分辨率、空間分辨率等為關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)的高光譜傳感器,被搭載于不同平臺組成各式成像光譜儀。按工作原理可將成像光譜儀分為干涉型成像光譜儀、計算層析成像光譜儀、色散型成像光譜儀、濾光片型成像光譜儀等。目前,常用有基于時間、空間調(diào)制干涉型成像光譜儀,基于分光棱鏡、色散棱鏡、衍射光柵構(gòu)成的色散成像光譜儀。
1.時間調(diào)制干涉成像光譜系統(tǒng)
基于邁克耳遜干涉成像原理的干涉成像光譜系統(tǒng),由準(zhǔn)直透鏡、分束鏡、定鏡、動鏡、付立葉透鏡、面陣探測器等組成,構(gòu)成時間調(diào)制干涉成像光譜系統(tǒng)。
2.空間調(diào)制干涉成像光譜系統(tǒng)
空間調(diào)制干涉成像光譜系統(tǒng)分為基于薩伐爾板的橫向剪切偏振干涉系統(tǒng)和基于渥拉斯頓棱鏡的角剪切偏振干涉系統(tǒng)。這兩種類型的光路結(jié)構(gòu)及工作原理是不同的。這里介紹基于薩伐爾板的橫向剪切偏振干涉系統(tǒng),首先光源發(fā)射出的光,經(jīng)狹縫、起偏器形成線性偏振光,然后通過薩伐爾偏光鏡左板,發(fā)生雙折射變成兩束偏振光,接著進(jìn)入右板后,兩束偏振光光軸方向發(fā)生互換對調(diào),振動方向成相互垂直,光程差出現(xiàn)橫向剪切量,再通過檢偏器后兩束偏振光振動方向一致,經(jīng)成像透鏡在探測器上形成干涉條紋。
3.色散型成像光譜系統(tǒng)
被測目標(biāo)發(fā)射出的光,經(jīng)透鏡匯聚于狹縫,再通過透鏡、色散光學(xué)器件、透鏡后完成色散和聚焦,然后在像面上形成狹縫成像,經(jīng)探測器收集處理獲取信號。
機載高光譜成像技術(shù)的特點:
機載高光譜成像技術(shù)特點是:光譜分辨率高、成像波段多、圖譜合一,有極強的地物識別、分類能力,能完成快速、無損對地、空間目標(biāo)探測,獲取物體的光譜特征信息?;诠庾V數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集方式,適用于眾多應(yīng)用領(lǐng)域。
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