[发明专利]一种多波段红外成像的图谱协同探测系统和方法

摘要

本发明公开了一种多波段红外成像的图谱协调探测系统；该系统提出利用图谱关联探测系统光路中，分光镜中心小孔之外的区域全反射宽光谱红外能量，分别构造短波红外/中波红外/长波红外成像模块，构成三波段红外融合的动目标捕获子系统，提高动目标的成像探测能力。同时分光镜中心小孔透射的全光谱红外能量到达红外宽光谱测谱模块用于测量视场中心的目标或背景红外光谱，构成测谱子系统。这些子系统和伺服控制，多波段图像处理和红外光谱处理等模块构成了具有强大探测识别动目标能力的红外图谱协同探测识别系统。

主权项

1.一种多波段红外成像的图谱协调探测系统，其特征在于，包括：光学窗口(1)，扫描转镜(2)，伺服系统(3)，卡式光学系统(4)，宽光谱多谱段光学系统(5)，测谱单元(6)，第一成像单元(7)，第二成像单元(8)，第三成像单元(9)和数据处理单元(10)；光学窗口(1)设置在扫描转镜(2)的输入端上方，扫描转镜(2)的控制端连接至伺服系统(3)的输出端，伺服系统(3)的输入端连接至数据处理单元(10)的输出端，卡式光学系统(4)设置在扫描转镜(2)的输出端；宽光谱多谱段光学系统(5)的输入端连接至卡式光学系统(4)的输出端，测谱单元(6)的输入端连接至宽光谱多谱段光学系统(5)的第一输出端，第一成像单元(7)的输入端连接至宽光谱多谱段光学系统(5)的第二输出端，第二成像单元(8)的输入端连接至宽光谱多谱段光学系统(5)的第三输出端，第三成像单元(9)的输入端连接至宽光谱多谱段光学系统(5)的第四输出端，数据处理单元(10)的第一输入端连接至测谱单元(6)的输出端，数据处理单元(10)的第二输入端连接至第一成像单元(7)的输出端，数据处理单元(10)的第三输入端连接至第二成像单元(8)的输出端，数据处理单元(10)的第四输入端连接至第三成像单元(9)的输出端；所述宽光谱多谱段光学系统(5)包括：宽光谱透镜组(51)，分光镜(52)，宽光谱成谱透镜组(53)，第一平面镜(54)，长波成像透镜组(55)，第二平面镜(56)，中波成像透镜组(57)，第三平面镜(58)和短波成像透镜组(59)；所述宽光谱透镜组(51)设置在宽光谱多谱段光学系统(5)的输入端；分光镜(52)的输入端连接到宽光谱透镜组(51)的输出端，分光镜(52)的第一输出端连接到宽光谱成谱透镜组(53)，第二输出端连接到第一平面镜(54)；宽光谱成谱透镜组(53)的输入端连接到分光镜(52)的第一输出端，宽光谱成谱透镜组(53)的输出端连接到测谱单元(6)的输入端；第一平面镜(54)的输入端连接到分光镜(52)的第二输出端，第一输出端连接到长波成像透镜组(55)，第二输出端连接到第二平面镜(56)；长波成像透镜组(55)输入端连接到第一平面镜(54)的第一输出端，输出端连接到长波成像模块的耦合接口；第二平面镜(56)的输入端连接到第一平面镜(54)的第二输出端，第一输出端连接到中波成像透镜组(57)，第二输出端连接到第三平面镜(58)；中波成像透镜组(57)输入端连接到第二平面镜(56)的第一输出端，输出端连接到中波成像模块的耦合接口；第三平面镜(58)的输入端连接到第二平面镜(56)的第二输出端，输出端连接到短波成像透镜组(59)；短波成像透镜组(59)输入端连接到第三平面镜(58)的输出端，输出端连接到短波成像模块的耦合接口；所述分光镜(52)为中心小孔区全透红外光谱，中心小孔周围区全反红外光谱的分光镜；工作时，宽光谱透镜组(51)接收从卡式光学系统汇聚的能量，分光镜(52)分光作用，中心小孔区全透红外光谱用于获取光谱曲线，中心小孔周围区全反红外光谱用于成像；宽光谱成谱透镜组(53)进一步汇聚宽光谱能量从而获取精确光谱曲线；第一平面镜(54)透射长波红外波段，反射中波和短波红外波段；长波成像透镜组(55)汇聚长波红外波段的视场能量到第一成像单元(7)；第二平面镜(56)透射短波红外波段，反射中波红外波段；中波成像透镜组(57)汇聚中波红外波段的视场能量到第二成像单元(8)；第三平面镜(58)反射短波红外波段；短波成像透镜组(59)汇聚短波红外波段的视场能量到第三成像单元(9)。