短波红外昼夜远距离多光谱成像仪及成像方法

摘要

本发明公开了一种短波红外昼夜远距离多光谱成像仪及成像方法，光信号经过短波红外镜头后，由滤光片轮实现分光，之后的探测器组件及电子学部分完成光电转换和图像数据采集，输出图像。激光器根据当前成像波段，输出相应波长的激光进行照明，配合滤光片轮完成多光谱成像。该仪器利用短波红外良好的大气透过特性，进行远距离多光谱观测；辅以人眼不可见的短波红外大功率可调谐激光对相应波段进行照明，实现夜间成像。

主权项

一种短波红外昼夜远距离多光谱成像仪，包括短波红外镜头、滤光片轮、探测器组件、探测器驱动与信息获取电路、滤光片轮驱动电机、主控系统、大功率可调谐激光器、图像存储器、通信接口以及远程计算机，其特征在于：本仪器的分光元件所述的滤光片轮置于短波红外镜头与探测器组件之间，通过旋转实现不同谱段间的切换，轮上携带4‑8个带通滤光片，具体个数由多光谱的应用需求决定，滤光片的通带波段分布在0.9μm~2.5μm之间需要成像的波段，滤光片轮驱动电机采用步进电机或直流电机，它带动滤光片转动，切换波段，电机配以驱动器或驱动电路，并根据需要配置霍尔器件或旋转变压器作为电机定位装置；所述探测器驱动与信息获取电路包括偏压供给、探测器驱动、模拟信号采集以及A/D转换，探测器驱动时序以及A/D转换后的数据采集由CPLD或FPGA逻辑芯片完成；所述主控系统是本仪器的主要逻辑控制部分，采用单片机、DSP或FPGA逻辑控制芯片，它的主要职能包括配置探测器工作参数，接收并转发图像数据，控制滤光片轮驱动电机进行转动，配置大功率可调谐激光器工作参数，与通信接口交换命令和数据；所述大功率可调谐激光器其发光波长在整个成像谱段可调，同时照明光波长应避开大气吸收峰，照明发散角与成像视场角相同；用于仪器内部图像存储的所述图像存储器为高速大容量RAM；所述通信接口负责转发远程计算机指令以及仪器状态信息和图像数据，根据需求选择有线或无线接口，通信协议采用RS422；仪器白天成像时，目标反射太阳光产生光信号；夜间成像时，大功率可调 谐激光器发出照明光，经目标反射后，产生目标光信号；光信号进入仪器短波红外镜头，镜头与探测器之间置有滤光片轮，光信号经过轮上某滤光片滤光后，进入探测器完成光电转换，电信号经过信息获取电路以及主控系统后，存于图像存储器，最后图像数据经主控系统及通信接口送入远程计算机。