[发明专利]多谱段图像采集系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种图像采集系统，尤其是一种基于日盲紫外、热红外以及可见光/微光的多谱段图像采集系统。

背景技术

目前，很多领域的监测工作都是以光学手段为基础进行的。基于光学手段，可以进行从紫外到可见光再到红外波段的很大波长范围的探测，可以用来监测多种问题。

现有技术中单一波段成像技术，如可见光成像技术、微光成像技术、热红外成像技术、日盲紫外成像技术等，都有其各自特殊的应用方向，分别具有其他成像手段不可替代的优点。其中日盲紫外成像技术作为一种新兴的高科技技术，可以对波长范围为190nm—285nm波段的日盲紫外光成像而完全不受太阳光背景、雨雾等恶劣天气环境的影响，并且可探测距离长、探测灵敏度高，在很多领域的应用中优势极为明显。如在电网安全故障监测中：可通过日盲紫外成像技术来监测故障区域因电晕放电所产生的日盲紫外光，并以此来辨别故障问题。用日盲紫外监测可以发现设备早期故障，便于及时维护；红外监测主要通过监测电力设备的温度变化判别其工作正常与否，但红外背景复杂，且检测到的故障属于中晚期；可见光监测则通过常见的安全监控产品（如普通摄像机）成像画面发现设备的表面缺陷及污损，通常情况下，由可见光发现的设备故障都属晚期故障。而这三种光学监测方法几乎覆盖了所有电网光学监测手段，若能将其同步到同一个监测系统中，组合成一个多谱段成像系统，将能最大限度的捕捉电网安全故障的光学特征，全面诊断电网故障点，满足电网实际需求。

目前应用多波段成像技术（尤其是热红外与其他波段）同时对同一目标场景进行成像时，由于不同波段的光成像时对光学成像系统的要求（如探测器种类、光学材料等）差异很大，若设计一个光学系统，其工作波段同时覆盖热红外波段、日盲紫外波段和可见光波段，并且要使得成像无视差，不仅耗费成本，在技术上甚至难以实现。因而现行技术中对同一场景进行多个波段同时成像时，往往是将不同种类的成像通道对准目标场景进行单独成像，但这样各自得到的图像会因视差而不便直接合成。因此如何设计一个光学系统可以同时对同一个场景无视差的多波段图像、并合成输出，一直以来都是一个技术难题。

中国发明专利说明书CN 102323670 A公开了一种紫外、可见光和近红外三波段光学成像系统。其工作波段分别为：紫外波段的0.30—0.38μm；可见光波段的0.40—0.65μm；近红外波段的0.76—1.0μm。该系统包括玻璃窗口、三波段分光棱镜、紫外波段系统、可见光波段系统和近红外波段系统。其工作时，目标光束经玻璃窗口透射至三波段分光棱镜，所述三波段分光棱镜的第一胶合面反射紫外光束，透射可见光光束和近红外光束，该反射的紫外光束入射至紫外波段系统，形成紫外波段图像；透射的可见光光束和近红外光束入射至三波段分光棱镜的第二胶合面，所述第二胶合面反射可见光光束，透射近红外光束，该反射的可见光光束入射至可见光波段系统，形成可见光波段图像，而透射的近红外光束入射至近红外波段系统，形成近红外波段图像。

上述说明书公开的系统能够获得同一时刻的目标在0.3—1.0μm波长范围内三个波段的图像信息。但是其成像时采用0.76—1.0μm的近红外波段和0.30—0.38μm的紫外波段往往不能满足实际需求，因为近红外波段成像无法灵敏探测热源位置。并且0.30—0.38μm的紫外成像受太阳背景等影响较大，不利于在白天阳光强烈的的情况下使用，而日盲紫外波段成像则可以克服这些缺点。因此该系统所描述的结构并不能实现一种日盲紫外波段、可见光波段和热红外波段的多谱段成像系统，且其所有组件都需要自行设计，不仅实现困难而且成本高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种三通道无视差的图像采集系统，具体的说，是一种基于日盲紫外、热红外以及可见光或微光的多谱段图像采集系统。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：