CN105572689A - 一种窄带多光谱相机阵列成像装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于无人机遥感技术领域，尤其是涉及一种窄带多光谱相机阵列成像装置。它包括一主成像装置和设置在主成像装置周围的若干个单通道成像装置，主成像装置与若干个单通道成像装置均通过暗盒固定布设在无人机机身的底部，所述主成像装置包括第一面阵感光传感器、控制单元与存储单元，所述单通道成像装置包括第二面阵感光传感器、控制单元与存储单元。它结构简单，可根据无人机机载平台条件以及观测目的不同，改变单通道成像装置的数量，大幅降低无人机机载多光谱相机制造成本，采用普通民用相机成像传感器，可减少多光谱测量作业时地面控制点数量，降低外业作业成本，量测效率高，解决了现有技术中存在的问题。
Description
技术领域：
本发明属于无人机遥感技术领域，尤其是涉及一种窄带多光谱相机阵列成像装置。
背景技术：
多光谱分辨率遥感是利用两个以上波谱通道传感器对地物进行同步成像的一种遥感技术。它将物体反射辐射的电磁波信息分成若干波谱段进行接收和记录，能实现目标空间信息、光谱信息的同步获取，是获取航天遥感数据的主要传感器。目前，多光谱遥感传感器主要可分为滤光片式、多路分光式以及多相机式三种方式。滤光片式传感器的特点是在成像系统前通过改变滤光片滤光性能，调谐通光波长，通过多次曝光实现多波段影像数据的获取。但是此类传感器调谐波段速度低，调谐部件结构复杂等因素都限制了该类传感器在无人机平台上的应用。多路分光式传感器利用分光棱镜将入射光线分为多路，用多探测器接收各路光谱信息，一次曝光能同时获取空间与光谱信息。但是此类传感器的棱角分光性能无法改变，一经生产，其波段数量固定且造价昂贵，甚至超过无人机平台本身造价。多相机式传感器由多个相机组成，每个相机配置不同且带通滤光片，一次曝光可同时获取空间信息与光谱信息。但是此类传感器因其感光探测器造价昂贵，探测器画幅小，将导致其在无人机平台使用时需要大量布控，测量外业成本高，并且多相机的设计也增加了装置的重量、体积和造价。上述三种方式的多光谱遥感传感器，结构过于复杂、造价高、量测效率低，难以应用于无人机机载平台。
发明内容：
本发明提供了一种窄带多光谱相机阵列成像装置，它结构简单，重量轻，体积小，适用于无人机机载平台，可根据无人机机载平台条件以及观测目的不同，改变单通道成像装置的数量，方便灵活，可控性强，其核心部件取自普通民用相机，大幅降低无人机机载多光谱相机制造成本，采用普通民用相机成像传感器，其画幅较大，可减少多光谱测量作业时地面控制点数量，降低外业作业成本，量测效率高，解决了现有技术中存在的问题。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种窄带多光谱相机阵列成像装置，包括一主成像装置和设置在主成像装置周围的若干个单通道成像装置，主成像装置与若干个单通道成像装置均通过暗盒固定布设在无人机机身的底部，所述主成像装置包括第一面阵感光传感器、控制单元与存储单元，第一面阵感光传感器依次由成像物镜、抗混滤波器、红外滤光片、微透镜阵列、拜尔滤镜以及光电二极管构成，所述单通道成像装置包括第二面阵感光传感器、控制单元与存储单元，第二面阵感光传感器依次由滤光镜、成像物镜、平行光镜以及光电二极管构成，在滤光镜外侧表面镀设一层氧化膜；主成像装置与单通道成像装置的控制单元分别经导线与控制装置相连。
所述单通道成像装置为四个、五个或八个。
本发明采用上述方案，结构简单，重量轻，体积小，适用于无人机机载平台，可根据无人机机载平台条件以及观测目的不同，改变单通道成像装置的数量，方便灵活，可控性强，其核心部件取自普通民用相机，大幅降低无人机机载多光谱相机制造成本，采用普通民用相机成像传感器，其画幅较大，可减少多光谱测量作业时地面控制点数量，降低外业作业成本，量测效率高。
附图说明：
图1为本发明主成像装置的结构示意图。
图2为本发明单通道成像装置的结构示意图。
图3为本发明第一面阵感光传感器的结构示意图。
图4为本发明第二面阵感光传感器的结构示意图。
图5为四个单通道成像装置的结构示意图。
图6为五个单通道成像装置的结构示意图。
图7为八个单通道成像装置的结构示意图。
图中，1、暗盒；2、主成像装置；3、单通道成像装置；4、成像物镜；5、抗混滤波器；6、红外滤光片；7、微透镜阵列；8、拜尔滤镜；9、光电二极管；10、滤光镜；11、平行光镜；12、氧化膜；13、控制单元；14、存储单元。
具体实施方式：
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。
如图1-7所示，一种窄带多光谱相机阵列成像装置，包括一主成像装置2和设置在主成像装置2周围的若干个单通道成像装置3，主成像装置2与若干个单通道成像装置3均通过暗盒1固定布设在无人机机身的底部，所述主成像装置2包括第一面阵感光传感器、控制单元2与存储单元3，第一面阵感光传感器依次由成像物镜4、抗混滤波器5、红外滤光片6、微透镜阵列7、拜尔滤镜8以及光电二极管9构成，所述单通道成像装置3包括第二面阵感光传感器、控制单元13与存储单元14，第二面阵感光传感器依次由滤光镜10、成像物镜4、平行光镜11以及光电二极管9构成，在滤光镜10外侧表面镀设一层氧化膜12；主成像装置2与单通道成像装置3的控制单元13分别经导线与控制装置相连。
所述单通道成像装置为四个、五个或八个。四个单通道成像装置3主要是应用在水环境监测，蓝藻、红潮灾害探测等应用，以及农业、林业的植被参数监测。五至八个单通道成像装置3则可以进一步增加装备的信息获取冗余，应用到更加精细化的场景中，如土壤污染、农作物胁迫分析、甚至卫星标定等，数据更为精确。
使用前，根据无人机机载平台可容纳空间大小、形状以及可观测波段数量决定选择好单通道成像装置3的个数，然后将主成像装置2与单通道成像装置3分别固定卡装在与其形状相配合的暗盒1内，使第一面阵感光传感器上的成像物镜4、抗混滤波器5、红外滤光片6、微透镜阵列7、拜尔滤镜8以及光电二极管9依次自下而上设置，使第二面阵感光传感器上的滤光镜10、成像物镜4、平行光镜11以及光电二极管9依次自下而上设置。通过暗盒1使之固定安装在无人机机身底部，此时，主成像装置2与单通道成像装置3的主光轴相互平行设置，像主点位于同一平面上，从而减小各波段影像配准误差。使用时，通过控制控制装置，从而分别控制主成像装置2与单通道成像装置3内的控制单元13进行拍照，滤光镜10通过电子束热蒸发镀膜技术镀设一层抗腐蚀和耐高温的氧化膜12，可以透射固定中心波长与带宽的光线。设置在第二面阵成像传感器上的平行光镜11，可辅助对焦与防护光电二极管9，方便灵活，可控性强，其核心部件取自普通民用相机，大幅降低无人机机载多光谱相机制造成本，采用普通民用相机成像传感器，其画幅较大，可减少多光谱测量作业时地面控制点数量，降低外业作业成本，量测效率高。
上述具体实施方式不能作为对本发明保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。
本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。
Claims (2)
1.一种窄带多光谱相机阵列成像装置，其特征在于：包括一主成像装置和设置在主成像装置周围的若干个单通道成像装置，主成像装置与若干个单通道成像装置均通过暗盒固定布设在无人机机身的底部，所述主成像装置包括第一面阵感光传感器、控制单元与存储单元，第一面阵感光传感器依次由成像物镜、抗混滤波器、红外滤光片、微透镜阵列、拜尔滤镜以及光电二极管构成，所述单通道成像装置包括第二面阵感光传感器、控制单元与存储单元，第二面阵感光传感器依次由滤光镜、成像物镜、平行光镜以及光电二极管构成，在滤光镜外侧表面镀设一层氧化膜；主成像装置与单通道成像装置的控制单元分别经导线与控制装置相连。
2.根据权利要求1所述的一种窄带多光谱相机阵列成像装置，其特征在于：所述单通道成像装置为四个、五个或八个。
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