【CN109920007A】基于多光谱光度立体与激光扫描的三维成像装置及方法【专利】

多光谱、超光谱成像探测关键技术

多光谱、超光谱成像探测技术是新一代光电探测技术,该技术利用具有一定光谱分辨率的多光谱、超光谱图像进行目标探测,在目标材质识别、异常目标检测、伪装目标辨识、复杂背景抑制等目标探测技术领域都有着极为重要的应用。小型化、实用化的成像光谱仪的研制和相关探测性能、探测方法的研究是成像光谱技术研究领域的一个主要趋势。本文正是以此为核心,深入进行了如下方面内容的研究:1.综合考虑目标红外辐射特性、大气传输透过率、色散式光谱仪辐射传递特性、选用红外探测器参数、数据链传输等环节,研究了成像光谱探测系统的辐射能量传递模型。研究了成像光谱探测器光谱分辨率和作用距离的表达公式。选用多种典型地物红外发射率数据,非制冷微测辐射热计红外焦平面阵列参数,利用大气辐射传输计算软件生成大气红外透过率曲线,根据所建立模型,计算了以非制冷微测辐射热计阵列为探测器的色散式分光的成像光谱仪的光谱分辨率参数。2.研究了一种基于可见光/近红外波段多光谱、超光谱图像数据的地面场景建模方法,探讨了无监督分类方法和有监督分类方法相结合的像元地物分类、匹配、标记的策略,可以高效地解决像元地物自动匹配标记的问题。利用RGB彩色图像验证了这一方法,在将图像分割后为每类像元赋予相应的红外发射率数值,生成了四个红外波段的多光谱仿真图像,验证了该方法的可行性,探讨了多光谱、超光谱图像数据在仿真应用中的各自特点。在仿真结果中,观察到了不同波段图像中目标和背景之间呈现不同特征,利用SCR指标对目标探测性能进行了评估,结果表明在窄带特征波段可以有效提升探测性能。3.基于共像面分割的光学原理,利用光学仿真技术设计构建了一种基于楔形转像棱镜实现共像面分割的小型化四波段光谱成像实验光路装置。利用构建的四波段光谱成像光路装置进行了颜色相近目标的辨识实验研究,试验中通过窄带滤光片在不同光谱波段成像,利用聚类技术对目标的多光谱图像数据进行了分析,结果表明采用目标的多光谱图像数据可以可靠地区分颜色相近的不同目标,在真伪目标识别应用中具有一定意义。

一种多光轴一致性的检测方法

张磊;田钰麒;赵玄

【摘 要】通过使用卡塞格林结构的平行光管,实现对多个光轴夹角之间的测量.并且提出了针对此系统使用经纬仪辅助测量的方法,系统通过二维平面上十字叉丝的偏移量x,y来表征光轴间竖直角β′和水平角α′.建立数学模型找出上述变量的关系,并且搭建实验,通过实验数据验证此关系的正确性,同时验证该多轴一致性测量方法的可行性.实验数据显示光轴夹角总误差小于12″,符合系统指标,同时说明该测量方法真实、有效.

【期刊名称】《长春理工大学学报（自然科学版）》

【年(卷),期】2018(041)003

【总页数】4页(P34-37)

【关键词】光轴一致性;平行光管;数学模型

【作 者】张磊;田钰麒;赵玄

【作者单位】长春理工大学 光电工程学院,长春 130022;长春理工大学 光电工程学院,长春 130022;长春理工大学 光电工程学院,长春 130022

【正文语种】中 文

【中图分类】TN214

随着系统的集成化，现代光学系统拥有越来越多的功能，所以拥有多个轴线的系统越来越多，轴线间平行性的检测也要求越来越精确。 在美国、法国和德国等发达国家中，多轴线系统已经越来越多的应用于武器系统当中，并且系统内部的自检功能可以同时完成光轴间平行性的检测，大大的提高了武器的使用率。例如法国的VIVIANE瞄具中搭配了一套较为完整轴线检测系统，可以同时完成瞄准镜、热像仪、激光测距仪和测角仪光轴的自动校准。德国莱卡公司设计了一种多光轴检测设备，可以用以白光瞄准镜、红外热像仪、红外瞄准镜和红外热像仪光轴间平行性的检测。法国Cedip红外系统公司研制了Stair成像系统，可以捕捉海陆空的红外目标，该系统利用计算机对收集的目标进行处理，实现多波段下光轴一致性的检测与调校。

近些年通过几代科研工作者的努力，光轴与机械轴轴间的检测已经取得了一定的进展。2001年长春理工大学付跃刚团队探讨了平行光管应用光轴检测中的效果。并且在2002年研制了一种火炮轴线与瞄准经轴线平行性检测系统。2011年王春艳等人通过采用CCD与人眼观察并存的方式，实现在动基座上测试火控系统动态性能参数。

辐射定标的新型参考光源技术

郑小兵;袁银麟;徐秋云;吴浩宇;张伟;邹鹏;李健军

【摘 要】参考光源是辐射定标系统中的关键设备之一.近年来不同光谱分辨率、不同工作方式光电探测器的发展,需要参考光源在具备稳定性、均匀性等基本特性的同时,能够实现光谱匹配、大动态范围调节和宽波段精细扫描等新的功能.结合以LED为发光单元的可调光谱参考光源和利用宽调谐激光器的单色面光源技术,介绍了新型参考光源的设计、主要性能和部分前期的应用效果.新型参考光源可以与近年发展起来的基于探测器的标准传递技术相结合,在保障和提高绝对定标精度的同时,满足特定的定标技术要求.%Reference light sources are key devices in a

radiometric calibration system. To meet the calibration requirements of

recently developed opto-electronic sensors with various spectral

resolutions and operation modes, reference light sources are required to

possess new functions such as spectral match, large dynamic adjustment

range, fine scanning in wide spectrum, as well as the basic features such as

high stability and uniformity. This paper gives a brief introduction of the

design features, main performances and initial applications of a spectrally

红外激光双模导引头光学系统设计研究

一、本文概述

随着现代科技的不断进步，红外激光双模导引头在军事、航空航天、精密制造等领域的应用日益广泛。作为一种先进的制导技术，红外激光双模导引头通过集成红外和激光两种制导模式，有效提高了制导精度和抗干扰能力。因此，对红外激光双模导引头光学系统的设计研究具有非常重要的理论意义和实际应用价值。

本文旨在深入研究红外激光双模导引头光学系统的设计方法，探讨其关键技术和实现途径。我们将对红外激光双模导引头的基本原理和组成进行介绍，明确其工作原理和性能要求。然后，我们将重点分析光学系统的设计要素，包括光学元件的选择、光路设计、像质优化等方面。在此基础上，我们将探讨红外激光双模导引头光学系统的关键技术，如光学元件的精密加工、光学系统的热设计和环境适应性等。我们将结合实例，对红外激光双模导引头光学系统的设计进行具体分析和优化，为其在实际应用中的性能提升提供理论支持和实践指导。

通过本文的研究，我们期望能够为红外激光双模导引头光学系统的设计提供一套完整、系统的理论框架和技术支持，推动该领域的技术进步和应用发展。我们也希望能够为相关领域的研究人员提供有益的参考和启示，共同推动红外激光双模导引头技术的不断创新和发展。 二、红外激光双模导引头光学系统基本原理

红外激光双模导引头光学系统是一种先进的制导技术，结合了红外和激光两种制导模式的优点，从而提高了制导精度和抗干扰能力。其基本原理主要基于红外成像和激光测距技术。

红外成像技术利用物体发射或反射的红外辐射来形成图像。在红外导引头中，红外探测器接收目标物体发出的红外辐射，通过信号处理将辐射转换为电信号，进而生成目标的红外图像。这种图像不仅能在可见光受限的环境下（如夜间或雾霾天气）提供目标的可见性，还能通过不同物体的红外辐射特性来区分目标和背景。

激光测距技术则通过测量激光脉冲从导引头发射到目标并返回的时间来计算目标与导引头之间的距离。激光测距具有高精度和高速度的特点，能够实时提供目标的距离信息。