[发明专利]一种超分重建的斜模高光谱成像地面试验装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超分重建的斜模高光谱成像地面试验装置及方法，属于对地观测领域。

背景技术

光谱分辨率与空间分辨率始终是一对矛盾，但人们对高空间分辨率遥感图像的需求永无止境。纯软件提升空间分辨率的方法是指不依赖硬件上的改进，通过某些算法对采集到的影像进行处理，以获得空间分辨率更高、质量更好的影像，但受算法限制，有局限性。纯硬件方法是指单纯依靠提升传感器硬件水平的方式来达到提高影像空间分辨率的目的。纯硬件方法提升分辨率主要有两种：增加传感器焦距和降低象元的尺寸，硬件制作难度大。近年有从改变采样模式上提高分辨率的方法，硬件制作相对简单。比如法国SPOT-5通过改变传感器CCD阵列的排列结构采用超模式成像或高模式成像。航空摄影系统ADS40的全色波段以及德国宇航中心的HSRS(Hot Spot Recognition Sensors)也采用了和SPOT-5类似的设计。

超模式或高模式成像硬件上限制严格，普通工艺难以实现，后续的空间校正方法也过于繁琐。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种超分重建的斜模高光谱成像地面试验装置及方法，改变传统成像模式，采用斜模成像模式，仅改变高光谱高光谱线阵成像单元的成像角度，从而增加采样密度。高光谱线阵成像单元以倾斜的方式移动，图像的纵方向总长度减小(即幅宽减小)，采集的地物视场大小不变，等价于像元尺寸减小，则采样密度增大，从硬件成像模式上提升高光谱空间分辨率，满足对高空间分辨率提升的需求。

本发明的技术方案：一种超分重建的斜模高光谱成像地面试验装置，包括：支撑单元(1)、电动平移单元(2)、角度调节单元(3)、图像存储单元(4)、高光谱线阵成像单元(5)、供电转换单元(6)和上位机单元(7)；其中：

所述支撑单元(1)，为整个装置的支撑平台，包括支架(11)和带有自锁机构的脚轮(12)；通过打开脚轮(12)使支撑单元(1)移动进行被测目标的更换；支架(11)用来固定电动平移台(2)、图像存储单元(4)及供电转换单元(6)；

所述电动平移单元(2)，将旋转运动转换成平移运动，负责高光谱线阵成像单元(5)的平移成像，包括运动控制器(21)、交流伺服电机(22)、伺服驱动器(25)、滚珠丝杠(27)及相应联轴器(24)、基座及轨道(26)、运动滑块(23)；

所述的角度调节单元(3)，负责高光谱线阵成像单元(5)的平移成像时，高光谱线阵成像单元(5)线扫描平面与电动平移单元(2)平移平面的角度调节(可调范围0°-90°)；角度调节单元(3)与电动平移单元(2)刚性连接；根据斜模成像的要求，手动调节角度调节单元(3)的刻度盘，形成不同夹角；

所述图像存储单元(4)，为可以同时接收6路高光谱图像的无压缩存储器，通过CAMLink接口与高光谱线阵成像单元(5)的高光谱相机(52)相连，通过ESata接口与上位机单元(7)相连；

所述的高光谱线阵成像单元(5)能够同时获得视场内840个谱段的图像，包括直角连接件(51)、高光谱像机(52)和镜头(53)，高光谱线阵成像单元(5)与角度调节单元(3)通过直角连接件(51)连接；

所述供电单元(6)是给整个一种超分重建的斜模高光谱成像地面试验装置用电模块供电，包括AC、DC/DC模块；供电单元(6)通过不同接口给图像存储单元(4)、高光谱线阵成像单元(5)、电动平移台(2)、上位机单元(7)供电；

所述上位机单元(7)控制整个装置的运行，它分别通过计算机接口与电动平移单元(2)、图像存储单元(4)通信；对图像采集单元(5)中高光谱像机(52)的参数设置、电动平移台单元(2)相关参数的设置，从而实现图像数据的获取、分析与存储，并提供图像显示功能；对图像存储单元(4)和高光谱线阵成像单元的控制，得到的被测目标斜模高光谱图像。

所述支撑单元(1)中的支架(11)由铝型材搭建而成，通过螺栓与电动平移台(2)的基座(26)连接；自锁脚轮(12)与支架(11)连接，自锁结构可保证测量时装置的稳定性。