CN107703643A - 一种高分辨多波段光学复合成像探测系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高分辨多波段光学复合成像探测系统及其方法。其中，该系统包括：前置望远镜模块、相位校正与像移补偿模块和传感器成像模块；其中，前置望远镜模块收集目标光信号，并压缩光束口径后发送至相位校正与像移补偿模块；相位校正与像移补偿模块将压缩光束口径后的目标光信号相位校正和像移补偿后发送至传感器成像模块；传感器成像模块将相位校正和像移补偿后的光信号分为可见光与中红外光两束光，实现可见光成像，将中红外光通过四帧图像和超分辨率算法重构出超分辨率图像。本发明的高分辨多波段光学复合成像探测系统提升红外分辨率，减弱高速运动平台运动和系统扫描所带来的成像模糊，具有功耗、尺寸、重量小的优点。
Description
技术领域
本发明属于目标光学探测技术领域，尤其涉及一种高分辨多波段光学复合成像探测系统及其方法。
背景技术
高速飞行的空间小型飞行器需要通过多波段光学复合探测系统完成对地海面场景的高分辨、清晰成像。但受到飞行器体积、重量、功耗的限制，光学探测系统需要轻量化、小型化。综合系统能力与平台限制等因素，需要对可见光/红外复合成像探测系统开展方案设计优化，并采用一些新技术对分辨率进行提升，对平台和系统可能引起的成像模糊进行抑制。
国内外已有一些专门实现对地高分辨观测任务的卫星，其分辨率较高，但光学系统尺寸、重量、功耗也较大，针对高速飞行的空间小型飞行器，其平台条件显著不同，尚未见到高分辨率多波段光学复合成像探测系统设计的报道。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出了一种高分辨多波段光学复合成像探测系统及其方法，具备小型化、高分辨可见光/红外复合成像的特点，可实现远距离对地海面场景的清晰成像。
本发明目的通过以下技术方案予以实现：根据本发明一个方面，提供了一种高分辨多波段光学复合成像探测系统，其特征在于包括：前置望远镜模块、相位校正与像移补偿模块和传感器成像模块；其中，所述前置望远镜模块收集目标光信号，并压缩光束口径后发送至所述相位校正与像移补偿模块；所述相位校正与像移补偿模块将压缩光束口径后的目标光信号相位校正和像移补偿后发送至所述传感器成像模块；所述传感器成像模块将相位校正和像移补偿后的光信号分为可见光与中红外光两束光，实现可见光成像，将中红外光通过四帧图像和超分辨率算法重构出超分辨率图像。
上述高分辨多波段光学复合成像探测系统中，所述前置望远镜模块包括主镜、次镜、折转镜和三镜；其中，从目标反射或辐射的光信号经大气传输，进入前置望远系统中的主镜，之后反射到次镜，再反射到折转镜，从折转镜再反射到三镜，最后将光信号反射到相位校正与像移补偿模块中。
上述高分辨多波段光学复合成像探测系统中，主镜的口径为450mm-460mm，放大倍率为10-15倍；主镜、次镜及三镜均采用二次曲面，主镜圆锥系数为-1，次镜及三镜的圆锥系数分别为-1.4和-2.7；折转镜为平面镜，折转镜的平面与水平面夹角为30°。
上述高分辨多波段光学复合成像探测系统中，所述相位校正与像移补偿模块包括变形镜和快速反射镜；其中，压缩光束口径后的目标光信号进入变形镜，变形镜位于前置望远模块的出瞳位置，通过镜面面形的改变，校正波前变形，之后光信号进入快速反射镜，快速反射镜对成像像移的补偿，经快速反射镜反射的光信号进入传感器成像模块。
上述高分辨多波段光学复合成像探测系统中，所述变形镜的口径为50mm，变形镜RMS平面度优于10nm，具有不小于5倍中心波长的变形量，响应时间小于5ms；所述快速反射镜的口径为50mm，快速反射镜RMS平面度优于四分之一波长，转角范围大于15mrad，角速度优于4rad/s，响应带宽小于200Hz。
上述高分辨多波段光学复合成像探测系统中，所述传感器成像模块包括分光镜、可见光物镜、可见光传感器、中波红外物镜、微扫描器和中波红外传感器；其中，相位校正和像移补偿后的光信号通过分光镜分为可见光与中红外光两束光，可见光通过可见光物镜后，会聚到可见光传感器实现成像；中红外光进入中波红外成像物镜，之后通过微扫描器，并通过四帧图像和超分辨率算法重构出超分辨率图像，并会聚于中波红外传感器焦平面，从而实现对目标区域的成像。
本发明的高分辨多波段光学复合成像探测系统具有功耗、尺寸、重量较小的优点，基于微扫描器的超分辨成像方法，可以提升红外分辨率，基于变形镜的相位校正方法，减弱高速运动平台运动和系统扫描所带来的成像模糊。
根据本发明的另一方面，还提供了一种高分辨多波段光学复合成像探测方法，所述方法包括如下步骤：前置望远镜模块收集目标光信号，并压缩光束口径后发送至相位校正与像移补偿模块；相位校正与像移补偿模块将压缩光束口径后的目标光信号相位校正和像移补偿后发送至传感器成像模块；传感器成像模块将相位校正和像移补偿后的光信号分为可见光与中红外光两束光，实现可见光成像，将中红外光通过四帧图像和超分辨率算法重构出超分辨率图像。
上述高分辨多波段光学复合成像探测方法中，所述前置望远镜模块包括主镜、次镜、折转镜和三镜；其中，从目标反射或辐射的光信号经大气传输，进入前置望远系统中的主镜，之后反射到次镜，再反射到折转镜，从折转镜再反射到三镜，最后将光信号反射到相位校正与像移补偿模块中。
上述高分辨多波段光学复合成像探测方法中，所述相位校正与像移补偿模块包括变形镜和快速反射镜；其中，压缩光束口径后的目标光信号进入变形镜，变形镜位于前置望远模块的出瞳位置，通过镜面面形的改变，可以校正波前变形，之后光信号进入快速反射镜，快速反射镜实现对成像像移的补偿，经快速反射镜反射的光信号进入传感器成像模块。
上述高分辨多波段光学复合成像探测方法中，所述传感器成像模块包括分光镜、可见光物镜、可见光传感器、中波红外物镜、微扫描器和中波红外传感器；其中，相位校正和像移补偿后的光信号通过分光镜分为可见光与中红外光两束光，可见光通过可见光物镜后，会聚到可见光传感器实现成像；中红外光进入中波红外成像物镜，之后通过微扫描器，并通过四帧图像和超分辨率算法重构出超分辨率图像，并会聚于中波红外传感器焦平面，从而实现对目标区域的成像。
本发明的高分辨多波段光学复合成像探测方法具有功耗、尺寸、重量较小的优点，基于微扫描器的超分辨成像方法，可以提升红外分辨率，基于变形镜的相位校正方法，减弱高速运动平台运动和系统扫描所带来的成像模糊。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1是本发明实施例提供的高分辨多波段光学复合成像探测系统的示意图；
图2是本发明实施例提供的平板元件微扫描原理的示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
装置实施例：
图1是本发明实施例提供的高分辨多波段光学复合成像探测系统的示意图。如图1所示，该高分辨多波段光学复合成像探测系统包括：前置望远镜模块、相位校正与像移补偿模块和传感器成像模块；其中，
前置望远镜模块收集目标光信号，并压缩光束口径后发送至相位校正与像移补偿模块；
相位校正与像移补偿模块将压缩光束口径后的目标光信号相位校正和像移补偿后发送至传感器成像模块；
传感器成像模块将相位校正和像移补偿后的光信号分为可见光与中红外光两束光，实现可见光成像，将中红外光通过四帧图像和超分辨率算法重构出超分辨率图像。
前置望远镜模块包括主镜1、次镜2、折转镜3和三镜4；其中，从目标反射或辐射的光信号经大气传输，进入前置望远系统中的主镜1，之后反射到次镜2，再反射到折转镜3，从折转镜3再反射到三镜4，最后将光信号反射到相位校正与像移补偿模块中。
主镜的口径为450mm-460mm，放大倍率为10-15倍；主镜、次镜及三镜均采用二次曲面，主镜圆锥系数为-1，次镜及三镜的圆锥系数分别为-1.4和-2.7；折转镜为平面镜，折转镜的平面与水平面夹角为30°。具体的，前置望远镜系统采用同轴三反偏视场的结构形式，视场偏置约为0.2°，主镜口径约为450mm，放大倍率约为10倍，主镜、次镜及三镜均采用二次曲面，主镜圆锥系数为-1，次镜及三镜的圆锥系数分别为-1.4和-2.7，三轴离轴量约30mm，其中折转镜为平面镜，与水平夹角30°摆放。
相位校正与像移补偿模块包括变形镜5和快速反射镜6；其中，压缩光束口径后的目标光信号进入变形镜5，变形镜位于前置望远模块的出瞳位置，通过镜面面形的改变，可以校正波前变形，之后光信号进入快速反射镜6，快速反射镜6实现对成像像移的补偿，经快速反射镜6反射的光信号进入传感器成像模块。
变形镜5的口径为50mm，变形镜RMS平面度优于10nm，具有不小于5倍中心波长的变形量，响应时间小于5ms；快速反射镜的口径为50mm，快速反射镜RMS平面度优于四分之一波长，转角范围大于15mrad，角速度优于4rad/s，响应带宽小于200Hz。具体的，变形镜和快速反射镜均位于望远镜系统出瞳面附近，口径约为50mm，其中，变形镜RMS平面度优于10nm，具有不小于5倍中心波长的变形量，响应时间小于5ms；快速反射镜RMS平面度优于四分之一波长，转角范围大于15mrad，角速度优于4rad/s，响应带宽由于200Hz。
传感器成像模块包括分光镜7、可见光物镜8、可见光传感器9、中波红外物镜10、微扫描器11和中波红外传感器12；其中，相位校正和像移补偿后的光信号通过分光镜7分为可见光与中红外光两束光，可见光通过可见光物镜8后，会聚到可见光传感器9实现成像；中红外光进入中波红外成像物镜10，之后通过微扫描器11，并通过四帧图像和超分辨率算法重构出超分辨率图像，并会聚于中波红外传感器12焦平面，从而实现对目标区域的成像。
近红外成像物镜焦距约为280mm，通光口径约为50mm，中红外成像物镜采用二次成像结构，焦距约为240mm，通光口径约为50mm，具有100％冷阑效率。
微扫描器配件中波红外成像物镜和中波红外探测器实现对目标的超分辨成像，其扫描频率应大于120Hz，通光口径不小于20mm，微扫描精度优于0.7个像素。
在探测器和光学物镜之间加入一块倾斜的平板作为微扫描器，使得光路平行移动光线Δ，Δ与平板的折射率、光束入射角度等有关。如果平板与光轴成某种角度进行旋转扫描，使成像偏离原成像位置一个微小位移，则可实现微扫描。平板旋转法微扫描方式结构简单、控制方便、容易和不同成像系统配合使用，可以设计成为通用部件。
使用平板光学元件提高分辨率的微扫描成像原理如图2所示，一束平板光学元件法向矢量不平行的光入射到平板光学元件上，在材料折射作用下，出射光束会相对于过入射点光轴侧移一段微小距离Δd，侧移方向在入射光线与过入射点的法向矢量构成的平面内。由此可知微扫描步长：
在入射角小于3°的情况下，cosα≈1，sinα≈0，可简化为
其中，h为平板光学元件的厚度，np为折射率，α为入射光束与平板光学元件间的夹角。
通过对同一场景进行多次的过采样成像，将每次的采样所得到的图像记录下来，然后按照微扫描顺序将每次分采样所得到的图像重新进行组合，通过亚像元处理得到高分辨力的图像。
系统共有休眠、自检、扫描成像和凝视跟踪四种工作模式，工作流程如下：
休眠模式下，系统加电保持，但不采集和输出图像。
自检模式下，系统对内部的组件进行检测，检测完成后上报自检结果。
扫描成像模式下，利用前置摆镜对成像范围进行摆扫成像，所获得的成像数据可存储或回传供目标识别、图像拼接等，可输出2048×2048@30fps的可见光实时视频数据或640×512@30fps的红外实时视频数据。在该模式下，曝光模式可设置为自动、指令模式，聚焦模式可设置为自动、指令模式，字符叠加可设置为开启、关闭模式，图像增强模式可设置为开启、关闭模式。
凝视跟踪模式下，输出2048×2048@30fps的可见光视频信号或640×512@30fps的高分辨率红外视频信号，在该模式下，曝光模式可设置为自动、指令模式，聚焦模式为指令模式，字符叠加可设置为开启、关闭模式，图像增强模式可设置为开启、关闭模式。
本实施例的高分辨多波段光学复合成像探测系统具有功耗、尺寸、重量较小的优点，其中的基于微扫描器的超分辨成像方法，可以提升红外分辨率，更适用于高速运动的平台，超分辨成像的像元分辨率提升不小于25％，细节丰富性有明显提升；基于变形镜的相位校正方法，减弱高速运动平台运动和系统扫描所带来的成像模糊，校正精度优于90％，更有利于高速动态清晰成像。
方法实施例：
本实施例还提供了一种高分辨多波段光学复合成像探测方法，所述方法包括如下步骤：前置望远镜模块收集目标光信号，并压缩光束口径后发送至相位校正与像移补偿模块；相位校正与像移补偿模块将压缩光束口径后的目标光信号相位校正和像移补偿后发送至传感器成像模块；传感器成像模块将相位校正和像移补偿后的光信号分为可见光与中红外光两束光，实现可见光成像，将中红外光通过四帧图像和超分辨率算法重构出超分辨率图像。
如图1所示，上述实施例中，前置望远镜模块包括主镜1、次镜2、折转镜3和三镜4；其中，从目标反射或辐射的光信号经大气传输，进入前置望远系统中的主镜1，之后反射到次镜2，再反射到折转镜3，从折转镜3再反射到三镜4，最后将光信号反射到相位校正与像移补偿模块中。
主镜的口径为450mm-460mm，放大倍率为10-15倍；主镜、次镜及三镜均采用二次曲面，主镜圆锥系数为-1，次镜及三镜的圆锥系数分别为-1.4和-2.7；折转镜为平面镜，折转镜的平面与水平面夹角为30°。具体的，前置望远镜系统采用同轴三反偏视场的结构形式，视场偏置约为0.2°，主镜口径约为450mm，放大倍率约为10倍，主镜、次镜及三镜均采用二次曲面，主镜圆锥系数为-1，次镜及三镜的圆锥系数分别为-1.4和-2.7，三轴离轴量约30mm，其中折转镜为平面镜，与水平夹角30°摆放。
如图1所示，上述实施例中，相位校正与像移补偿模块包括变形镜5和快速反射镜6；其中，压缩光束口径后的目标光信号进入变形镜5，变形镜位于前置望远模块的出瞳位置，通过镜面面形的改变，可以校正波前变形，之后光信号进入快速反射镜6，快速反射镜6实现对成像像移的补偿，经快速反射镜6反射的光信号进入传感器成像模块。
变形镜5的口径为50mm，变形镜RMS平面度优于10nm，具有不小于5倍中心波长的变形量，响应时间小于5ms；快速反射镜的口径为50mm，快速反射镜RMS平面度优于四分之一波长，转角范围大于15mrad，角速度优于4rad/s，响应带宽小于200Hz。具体的，变形镜和快速反射镜均位于望远镜系统出瞳面附近，口径约为50mm，其中，变形镜RMS平面度优于10nm，具有不小于5倍中心波长的变形量，响应时间小于5ms；快速反射镜RMS平面度优于四分之一波长，转角范围大于15mrad，角速度优于4rad/s，响应带宽由于200Hz。
如图1所示，上述实施例中，传感器成像模块包括分光镜7、可见光物镜8、可见光传感器9、中波红外物镜10、微扫描器11和中波红外传感器12；其中，相位校正和像移补偿后的光信号通过分光镜7分为可见光与中红外光两束光，可见光通过可见光物镜8后，会聚到可见光传感器9实现成像；中红外光进入中波红外成像物镜10，之后通过微扫描器11，并通过四帧图像和超分辨率算法重构出超分辨率图像，并会聚于中波红外传感器12焦平面，从而实现对目标区域的成像。
具体的，构建高分辨多波段光学复合成像探测系统
高分辨多波段光学复合成像探测系统，包括：前置望远镜模块(包含主镜、次镜、折转镜、三镜)、相位校正与像移补偿模块(包含变形镜、快速反射镜)、传感器成像模块(包含分光镜、可见光物镜、可见光传感器、中波红外物镜、微扫描器、中波红外传感器)。
前置望远镜模块的功能为：收集目标光信号，并压缩光束口径，便于减小系统体积。
相位校正与像移补偿模块的功能为：实现稳定的清晰成像，主要是通过变形镜实现光学部件形变、大气湍流造成的相位偏差，实现相位校正，并通过快速反射镜，对成像过程及平台抖动造成的成像像移进行补偿。
传感器成像模块的功能为：通过半反半透的分光镜分束，实现可见光、中波红外双波段成像，其中微扫描器可以进一步提高红外分辨率。
前置望远镜模块获取目标光信号，包含可见光、中波红外波段的目标信号。从目标反射或辐射的光信号经大气传输，进入前置望远系统中的主镜，之后反射到次镜，再反射到折转镜，折转镜反射到三镜，最后将光信号反射到相位校正与像移补偿模块中。这样的设计可以保证收集较多光信号的情况下，利用前置望远物镜压缩光束口径，减小整个光电载荷体积。
前置望远镜系统采用同轴三反偏视场的结构形式，视场偏置约为0.2°，主镜口径约为450mm，放大倍率约为10倍，主镜、次镜及三镜均采用二次曲面，主镜圆锥系数为-1，次镜及三镜的圆锥系数分别为-1.4和-2.7，三轴离轴量约30mm，其中折转镜为平面镜，与水平夹角30°摆放。
相位校正与像移补偿模块将获取的光信号进行相位校正和像移补偿。光信号进入变形镜，变形镜位于前置望远系统出瞳位置，通过镜面面形的改变，可以校正由于温度、重力、大气等原因导致的波前变形，提高成像质量。之后光信号进入快速反射镜，快速反射镜同样位于前置望远系统出瞳附近，通过其自身的快速扫描运动，实现对成像过程及平台抖动导致的成像像移的补偿，提高成像质量。经快速反射镜反射的光信号进入传感器成像模块。
变形镜和快速反射镜均位于望远镜系统出瞳面附近，口径约为50mm，其中，变形镜RMS平面度优于10nm，具有不小于5倍中心波长的变形量，响应时间小于5ms；快速反射镜RMS平面度优于四分之一波长，转角范围大于15mrad，角速度优于4rad/s，响应带宽由于200Hz。
传感器成像模块实现可见光、中波红外双波段的成像。光信号通过一块半反半透分光镜，分为可见光与中红外两个通道，前者直接通过可见光成像物镜后，会聚到可见光成像传感器实现成像，后者进入中波红外成像物镜，之后通过经微扫描器件，并通过四帧图像和超分辨率算法重构出一幅超分辨率图像，并会聚于中红外传感器焦平面，从而实现对目标区域的成像。
近红外成像物镜焦距约为280mm，通光口径约为50mm，中红外成像物镜采用二次成像结构，焦距约为240mm，通光口径约为50mm，具有100％冷阑效率。
微扫描器配件中波红外成像物镜和中波红外探测器实现对目标的超分辨成像，其扫描频率应大于120Hz，通光口径不小于20mm，微扫描精度优于0.7个像素。
在探测器和光学物镜之间加入一块倾斜的平板作为微扫描器，使得光路平行移动光线Δ，Δ与平板的折射率、光束入射角度等有关。如果平板与光轴成某种角度进行旋转扫描，使成像偏离原成像位置一个微小位移，则可实现微扫描。平板旋转法微扫描方式结构简单、控制方便、容易和不同成像系统配合使用，可以设计成为通用部件。
使用平板光学元件提高分辨率的微扫描成像原理如图2所示，一束平板光学元件法向矢量不平行的光入射到平板光学元件上，在材料折射作用下，出射光束会相对于过入射点光轴侧移一段微小距离Δd，侧移方向在入射光线与过入射点的法向矢量构成的平面内。由此可知微扫描步长：
在入射角小于3°的情况下，cosα≈1，sinα≈0，可简化为
其中，h为平板光学元件的厚度，np为折射率，α为入射光束与平板光学元件间的夹角。
通过对同一场景进行多次的过采样成像，将每次的采样所得到的图像记录下来，然后按照微扫描顺序将每次分采样所得到的图像重新进行组合，通过亚像元处理得到高分辨力的图像。
本实施例的高分辨多波段光学复合成像探测方法具有功耗、尺寸、重量较小的优点，其中的基于微扫描器的超分辨成像方法，可以提升红外分辨率，更适用于高速运动的平台，超分辨成像的像元分辨率提升不小于25％，细节丰富性有明显提升；基于变形镜的相位校正方法，减弱高速运动平台运动和系统扫描所带来的成像模糊，校正精度优于90％，更有利于高速动态清晰成像。
以上所述的实施例只是本发明较优选的具体实施方式，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种高分辨多波段光学复合成像探测系统，其特征在于包括：前置望远镜模块、相位校正与像移补偿模块和传感器成像模块；其中，
所述前置望远镜模块收集目标光信号，并压缩光束口径后发送至所述相位校正与像移补偿模块；
所述相位校正与像移补偿模块将压缩光束口径后的目标光信号相位校正和像移补偿后发送至所述传感器成像模块；
所述传感器成像模块将相位校正和像移补偿后的光信号分为可见光与中红外光两束光，实现可见光成像，将中红外光通过四帧图像和超分辨率算法重构出超分辨率图像。
2.根据权利要求1所述的高分辨多波段光学复合成像探测系统，其特征在于：所述前置望远镜模块包括主镜(1)、次镜(2)、折转镜(3)和三镜(4)；其中，
从目标反射或辐射的光信号经大气传输，进入前置望远系统中的主镜(1)，之后反射到次镜(2)，再反射到折转镜(3)，从折转镜(3)再反射到三镜(4)，最后将光信号反射到相位校正与像移补偿模块中。
3.根据权利要求2所述的高分辨多波段光学复合成像探测系统，其特征在于：主镜的口径为450mm-460mm，放大倍率为10-15倍；主镜、次镜及三镜均采用二次曲面，主镜圆锥系数为-1，次镜及三镜的圆锥系数分别为-1.4和-2.7；折转镜为平面镜，折转镜的平面与水平面夹角为30°。
4.根据权利要求1所述的高分辨多波段光学复合成像探测系统，其特征在于：所述相位校正与像移补偿模块包括变形镜(5)和快速反射镜(6)；其中，
压缩光束口径后的目标光信号进入变形镜(5)，变形镜位于前置望远模块的出瞳位置，通过镜面面形的改变，校正波前变形，之后光信号进入快速反射镜(6)，快速反射镜(6)对成像像移的补偿，经快速反射镜(6)反射的光信号进入传感器成像模块。
5.根据权利要求4所述的高分辨多波段光学复合成像探测系统，其特征在于：所述变形镜(5)的口径为50mm，变形镜RMS平面度优于10nm，具有不小于5倍中心波长的变形量，响应时间小于5ms；
所述快速反射镜的口径为50mm，快速反射镜RMS平面度优于四分之一波长，转角范围大于15mrad，角速度优于4rad/s，响应带宽小于200Hz。
6.根据权利要求1所述的高分辨多波段光学复合成像探测系统，其特征在于：所述传感器成像模块包括分光镜(7)、可见光物镜(8)、可见光传感器(9)、中波红外物镜(10)、微扫描器(11)和中波红外传感器(12)；其中，
相位校正和像移补偿后的光信号通过分光镜(7)分为可见光与中红外光两束光，可见光通过可见光物镜(8)后，会聚到可见光传感器(9)实现成像；
中红外光进入中波红外成像物镜(10)，之后通过微扫描器(11)，并通过四帧图像和超分辨率算法重构出超分辨率图像，并会聚于中波红外传感器(12)焦平面，从而实现对目标区域的成像。
7.一种高分辨多波段光学复合成像探测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
前置望远镜模块收集目标光信号，并压缩光束口径后发送至相位校正与像移补偿模块；
相位校正与像移补偿模块将压缩光束口径后的目标光信号相位校正和像移补偿后发送至传感器成像模块；
传感器成像模块将相位校正和像移补偿后的光信号分为可见光与中红外光两束光，实现可见光成像，将中红外光通过四帧图像和超分辨率算法重构出超分辨率图像。
8.根据权利要求7所述的高分辨多波段光学复合成像探测方法，其特征在于：所述前置望远镜模块包括主镜(1)、次镜(2)、折转镜(3)和三镜(4)；其中，
从目标反射或辐射的光信号经大气传输，进入前置望远系统中的主镜(1)，之后反射到次镜(2)，再反射到折转镜(3)，从折转镜(3)再反射到三镜(4)，最后将光信号反射到相位校正与像移补偿模块中。
9.根据权利要求7所述的高分辨多波段光学复合成像探测方法，其特征在于：所述相位校正与像移补偿模块包括变形镜(5)和快速反射镜(6)；其中，
压缩光束口径后的目标光信号进入变形镜(5)，变形镜位于前置望远模块的出瞳位置，通过镜面面形的改变，可以校正波前变形，之后光信号进入快速反射镜(6)，快速反射镜(6)实现对成像像移的补偿，经快速反射镜(6)反射的光信号进入传感器成像模块。
10.根据权利要求7所述的高分辨多波段光学复合成像探测方法，其特征在于：所述传感器成像模块包括分光镜(7)、可见光物镜(8)、可见光传感器(9)、中波红外物镜(10)、微扫描器(11)和中波红外传感器(12)；其中，相位校正和像移补偿后的光信号通过分光镜(7)分为可见光与中红外光两束光，可见光通过可见光物镜(8)后，会聚到可见光传感器(9)实现成像；
中红外光进入中波红外成像物镜(10)，之后通过微扫描器(11)，并通过四帧图像和超分辨率算法重构出超分辨率图像，并会聚于中波红外传感器(12)焦平面，从而实现对目标区域的成像。
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