[发明专利]一种立体高光谱成像装置

说明书

技术领域

本发明涉及光谱成像技术领域，尤其涉及一种立体高光谱成像装置。

背景技术

随着人们对于世界间事物认识和了解的不断深入，仅仅从二维的图像或者图像序列中对观测信息进行识别、推理和判断已经越来越无法满足目前工、农业各方面需求。由此CAD（Computer Aided Design，计算机辅助设计）/CAM（Computer Aided Manufacture，计算机辅助制造）以及各种三维测量方法不断提出并得到发展，其中较有应用前景、目前研究较多的三维成像技术是基于立体视觉原理的三线阵光学立体成像方法和主动式激光测距立体成像方法（也称为激光雷达立体成像方法）。

其中，激光雷达立体成像方法，受限于激光雷达探测硬件的限制，所获得的对地立体探测数据及其处理方面不是很完善，同时，当采用分时融合技术时，对激光雷达的各种参数精度要求较高，配准精度难以保证，当采用共孔径方式时，系统过于复杂，测高点采样受采样速率限制不够密集，高度维精度受到限制。

另外，三线阵光学立体成像方法由于需要三个探测器非共轴同时对目标成像，从而对平台要求较高而存在相应的缺陷。如图1所示为典型的三镜头三线阵摄影机结构图，通过一个稳定平台将三个光学参数符合对地面空间分辨率和成像角度比配一致的相机整合装配到一起，三个相机的倾斜角以及对地面空间分辨率都是基于计算机双目视觉立体成像原理而制定。三个相机的成像探测器均为三线阵型CCD（Charge Coupled Device，电荷耦合器件）探测器，导致其成像也将为长条型画幅，后期还需通过计算机拼接和相机系统推扫才能获取到大区域的立体成像图。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种立体高光谱成像装置，改善立体图像和目标光谱的识别效果。

本发明实施例的目的是通过以下技术方案实现的：

一种立体高光谱成像装置，包括平台，设置在所述平台上的前视光学成像单元、后视光学成像单元以及正视光谱成像单元，所述前视光学成像单元与所述正视光谱成像单元之间的夹角以及所述后视光学成像单元与所述正视光谱成像单元之间的夹角符合预设要求：

所述前视光学成像单元包括依次设置的第一前置镜以及第一探测器，成像目标通过第一前置镜与第一探测器满足物像关系；

所述后视光学成像单元包括依次设置的第二前置镜以及第二探测器，成像目标通过第二前置镜与第二探测器满足物像关系；

所述正视光谱成像单元包括依次设置的第三前置镜、分光器件、汇聚镜以及第三探测器，成像目标通过第三前置镜131、分光器件132、汇聚镜133与第三探测器134满足物像关系。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，在光谱直视成像的基础上，增加两个视角的成像（前视和后视），三个视角的成像数据经重构处理，可以得到地物的空间立体图像，而直视成像采用光谱成像，由此同时获取了地物的光谱图像信息，由此可以同时获取地物的四维图谱信息（三维立体图像和一维光谱信息）。既能直观反映被测目标的立体几何形貌，又能提供目标的理化属性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为典型的三镜头三线阵摄影机结构图。

图2为本发明实施例提供的立体高光谱成像装置示意图。

图3为本发明实施例提供的立体高光谱成像装置三个相机得到三个不同地面点的图像示意图。

图4为本发明实施例提供的立体高光谱成像装置在三个不同时刻，三个相机（后、正、前）依次对同一地面点成像示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。