[发明专利]一种动目标的精确测谱方法

说明书

本发明公开一种动目标的精确测谱方法，包括：(1)确定图谱关联探测系统的成像像面上光谱响应最大的点，将该点设为标定中心；(2)大范围搜索捕获目标，一方面记录搜索过程中测得的背景光谱；另一方面，对目标进行捕获，如果捕获到目标，则确定该目标的图像坐标和目标所占像素多少，直至捕获到目标；(3)根据目标的图像坐标和所述标定中心的距离，利用伺服机构的控制，快速将目标拉至标定中心，以在所述标定中心位置测量所述目标的光谱；(4)根据步骤(2)所得的目标所占像素多少，确定在测谱范围内背景所占比例，并根据背景所占比例在图谱关联探测系统得到的混合谱中减去背景光谱，得到目标光谱。本发明可以获取精确的目标光谱。

技术领域

本发明属于目标识别与光谱数据处理的交叉技术领域，更具体地，涉及一种动目标的精确测谱方法。

背景技术

动目标精确测谱方法作为近年来目标识别领域的热门研究方法，一直以来都受到国内外学者和工程技术人员的极大关注，尤其是在有遮挡的动目标跟踪识别、亚像素级别的目标识别、高速飞行器的光谱特性研究等方面，具有重大的意义。

现有的动目标测谱方法，存在以下的一些问题：

(1)有的是只有光谱测量设备，需要人工对准目标进行光谱测量，这种方式能采集到近距离目标的光谱信号，但采集不了远距离目标的光谱信号。

(2)有的是配合伺服系统，运用图像处理领域的目标跟踪方法对目标进行跟踪测谱，但都是对整个视场进行测谱，测谱的数据量很大，而且导致有用的目标信号都叠加在大量无用的背景光谱信号上，无法准确测得目标的光谱。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于解决现有动目标光谱测量设备采集不了远距离目标的光谱信号，以及现有配合伺服系统对目标进行跟踪测谱，对整个视场进行测谱，测谱的数据量很大，而且导致有用的目标信号都叠加在大量无用的背景光谱信号上，无法准确测得目标光谱的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种动目标的精确测谱方法，该动目标的精确测谱方法应用于图谱关联探测系统，所述图谱关联探测系统包括成像单元和测谱单元，所述成像单元用于对目标和/或背景成像，所述测谱单元用于获取目标和/或背景光谱，包括以下步骤：

(1)确定图谱关联探测系统的成像像面上光谱响应最大的点，将该点设为标定中心；

(2)大范围搜索捕获目标，一方面记录搜索过程中测得的背景光谱；另一方面，对目标进行捕获，如果捕获到目标，则确定该目标的图像坐标和目标所占像素多少，直至捕获到目标；

(3)根据目标的图像坐标和所述标定中心的距离，利用伺服机构的控制，快速将目标拉至标定中心，以在所述标定中心位置测量所述目标的光谱；

(4)根据步骤(2)所得的目标所占像素多少，确定在测谱范围内背景所占比例，并根据所述背景所占比例在图谱关联探测系统得到的混合谱中减去背景光谱，得到目标光谱。

可选地，该方法还包括：

(5)根据前一帧图像中目标图像的坐标，在当前帧图像的相同坐标周围进行相关滤波，将响应最大点作为当前帧的目标的图像坐标；

确定完当前帧的目标的图像坐标后，参照步骤(3)和步骤(4)获得当前帧下的目标光谱。

可选地，该方法还包括：每隔一定时间，在测谱范围内重新确定所述背景所占比例。

可选地，伺服机构的控制采用PID控制，其中用K来表示伺服机构的控制系数，K越大，则伺服运动的越快，但系统超调也会增加；K越小，系统超调会越小，但伺服运动的速度也会变慢，伺服机构用于让目标稳定的保持在所述标定中心；

所述步骤(3)具体包括：