[发明专利]用于对远程目标成像的高光谱成像系统和方法

权利要求书

1.一种用于提供一远程目标(104)的二维区域的高光谱图像(102)的高光谱成像系统(100c)，所述高光谱成像系统包括：

至少一个光学器件(106)，配置成接收与所述远程目标相关联的光(115a)；

鼓(402)，具有形成在其表面(406)中的至少一个狭缝(404a、404b、404c、404d)以及位于其中的折叠镜(408)，其中旋转鼓在其一侧(416)上具有开口(414)，来自所述至少一个光学器件的所述光穿过所述开口并由所述折叠镜朝向所述表面的内部部分(418)进行反射，并且其中所述表面的内部部分被定位在所述至少一个光学器件的像平面处；

致动器(410)，用于使所述鼓旋转；

控制器(114)，配置成控制所述致动器以使得使所述鼓旋转以使所述至少一个狭缝中的第一狭缝(404a)被定位成允许与所述远程目标相关联的第一光线(115c)穿过那儿；

光谱仪(110)，包括至少色散设备(116)，所述色散设备(116)配置成接收所述第一光线并输出第一色散光线(115e)；

二维图像传感器(112)，配置成接收所述第一色散光线并提供所述第一色散光线的第一二维图像(117a)；

所述控制器配置成获得所述第一二维图像并控制所述致动器以使得使所述鼓旋转以使所述至少一个狭缝中的所述第一狭缝被定位成允许与所述远程目标相关联的第二光线(115g)穿过那儿；

所述光谱仪包括至少所述色散设备，所述色散设备配置成接收所述第二光线并输出第二色散光线(115i)；

所述二维图像传感器配置成接收所述第二色散光线并提供所述第二色散光线的第二二维图像(117b)；以及

所述控制器配置成获得所述第二二维图像，

其中所述至少一个狭缝包括多个狭缝，并且

所述狭缝中的每一个狭缝在所述鼓上彼此间隔开，使得在给定时间，所述狭缝中的任意两个狭缝各自具有同时地将与所述远程目标相关联的不同光线传到所述光谱仪的一部分；并且

所述控制器进一步配置成(1)从所述二维图像传感器获得与所述远程目标相关联的两个不同光线的对应的二维图像，(2)将所获得的二维图像分成与所述两个狭缝中的第一个狭缝相关联的二维图像以及与所述两个狭缝中的第二个狭缝相关联的另一二维图像，以及(3)组合仅与所述第一个狭缝相关联的各二维图像以形成所述远程目标的二维区域的第一高光谱图像并组合仅与所述第二个狭缝相关联的各二维图像以形成所述远程目标的二维区域的第二高光谱图像。

2.如权利要求1所述的高光谱成像系统，其特征在于，所述控制器反复地控制所述致动器以使得使所述鼓旋转以使所述至少一个狭缝中的所述第一狭缝被定位成允许与所述远程目标的所述光相关联的不同光线穿过那儿同时反复地从所述二维图像传感器中获得不同色散光线的二维图像(117a、117b、117c…117n)并组合所述第一和第二二维图像以及不同的二维图像以提供所述远程目标的二维区域的高光谱图像。

3.如权利要求2所述的高光谱成像系统，其特征在于，所述控制器控制所述致动器来以恒定速度使所述鼓旋转同时获得所述第一和第二二维图像以及所述不同的二维图像，

其中所述第一狭缝具有等于或大于所述远程目标在所述鼓的表面的内部部分上的像的宽度的长度；并且

所述第一狭缝具有一宽度，所述宽度指示将必须通过使鼓旋转来移动所述第一狭缝多少位置和时间以使得所有的不同的光线能够穿过那儿，从而使得当组合所有的光线时，则所组合的不同光线涵盖所述远程目标在所述鼓的表面的内部部分上的像的高度。

4.如权利要求1所述的高光谱成像系统，其特征在于，所述色散设备是衍射光栅。

5.如权利要求1所述的高光谱成像系统，其特征在于，所述色散设备是棱镜。

6.如权利要求1所述的高光谱成像系统，其特征在于，所述第一光线与关联于所述远程目标的所述光的第一部分相关联并且所述第二光线与关联于所述远程目标的所述光的第二部分相关联并且其中关联于所述远程目标的所述光的所述第一部分与关联于所述远程目标的所述光的所述第二部分连续。