[发明专利]化学气体红外多谱段成像遥感监测系统、设备及方法

权利要求书

1.一种化学气体红外多谱段成像遥感监测系统，其特征在于，所述系统包括：

全景成像模块，用于获取全景相机图像；

扫描式红外气体成像模块，用于在全景视场内步进扫描，获取当前观测区域气体在多个谱段的辐射特性信息；

监测模块，用于根据当前观测区域气体在多个谱段的辐射特性信息，进行谱段差分得到多个窄波段辐射信息，进而光谱重建得到气体测量光谱，判断气体类别和气体浓度；并且判断气体浓度是否超过预设阈值，是则将扫描式红外气体成像模块由步进扫描切换至该扫描方向的持续监测，并发送可见光成像指令；

可见光成像模块，用于根据所述可见光成像指令对当前观测区域进行成像。

2.根据权利要求1所述的化学气体红外多谱段成像遥感监测系统，其特征在于，所述扫描式红外气体成像模块通过以下方式获取当前观测区域气体在多个谱段的辐射特性信息：

在红外相机上覆盖有滤光片轮，所述滤光片轮上围绕圆周方向间隔设置有多片不同波段的滤光片，且所述滤光片轮在红外相机工作时进行旋转，以使得入射光分别通过不同的滤光片进入红外相机，从而获取不同谱段的辐射特性信息。

3.根据权利要求1所述的化学气体红外多谱段成像遥感监测系统，其特征在于，所述监测模块将多个波段的辐射特性信息进行差分得到多个窄波段辐射信息，采用维纳估计算法进行光谱重建得到气体测量光谱，结合参考标准光谱数据库，采用相关系数法计算所述气体测量光谱与标准气体吸收光谱的相关系数，在相关系数大于设定阈值时判断出该气体类别，采取亮温法计算气体浓度。

4.一种化学气体红外多谱段成像遥感监测设备，其特征在于，所述设备包括：

遥感监测摄像头，包括转台体，以及安装在所述转台体上的红外相机、全景相机和可见光相机；所述红外相机上覆盖有滤光片轮，所述滤光片轮上围绕圆周方向间隔设置有多片滤光片，且所述滤光片轮在红外相机工作时进行旋转，以使得入射光分别通过不同的滤光片进入红外相机，从而获取不同谱段的辐射特性信息；

监测装置，与所述遥感监测摄像头通讯，用于根据当前观测区域气体在多个谱段的辐射特性信息重建得到气体测量光谱，判断气体类别和气体浓度；并且判断气体浓度是否超过预设阈值，是则将红外相机由步进扫描切换至该扫描方向的持续监测，并发送凝视成像指令给可见光相机对当前观测区域进行成像。

5.根据权利要求4所述的化学气体红外多谱段成像遥感监测设备，其特征在于，所述多个滤光片为六个，覆盖波段范围为8-12μm，各滤光片差值波长为200nm。

6.一种化学气体红外多谱段成像遥感监测摄像头，其特征在于，所述摄像头包括：转台体，以及安装在所述转台体上的红外相机、全景相机和可见光相机；所述红外相机上覆盖有滤光片轮，所述滤光片轮上围绕圆周方向间隔设置有多片滤光片，且所述滤光片轮在红外相机工作时进行旋转，以使得入射光分别通过不同的滤光片进入红外相机，从而获取不同谱段的辐射特性信息。

7.一种化学气体红外多谱段成像遥感监测方法，其特征在于，所述方法包括：

通过全景相机获取全景相机图像并显示；

通过红外相机在全景视场内步进扫描，获取当前观测区域气体在多个谱段的辐射特性信息；

根据当前观测区域气体在多个谱段的辐射特性信息，进行谱段差分得到多个窄波段辐射信息，进而光谱重建得到气体测量光谱，判断气体类别和气体浓度；并且判断气体浓度是否超过预设阈值，是则将红外相机由步进扫描切换至该扫描方向的持续监测，并启动可见光相机；否则继续步进扫描；

由可见光相机对当前观测区域进行成像。

8.根据权利要求7所述的化学气体红外多谱段成像遥感监测方法，其特征在于，所述获取当前观测区域气体在多个谱段的辐射特性信息，包括：

在红外相机上覆盖有滤光片轮，所述滤光片轮上围绕圆周方向间隔设置有多片不同波段的滤光片，且所述滤光片轮在红外相机工作时进行旋转，以使得入射光分别通过不同的滤光片进入红外相机，从而获取不同谱段的辐射特性信息。