[发明专利]一种溢油监测的机载高光谱成像系统及方法

权利要求书

1.一种溢油监测的机载高光谱成像系统，其特征在于：

包括：高光谱成像光谱仪、数据采集控制设备、GPS辅助惯导、GPS天线、减震平台，

其中所述高光谱成像光谱仪通过网口与所述数据采集控制设备连接，将拍摄的航道水域高光谱图像数据通过网口传输并存储在所述数据采集控制设备中，同时所述数据采集控制设备控制所述高光谱成像仪的工作状态；

所述数据采集设备通过GPIO接口与机上飞控制系统相连接，接收飞控系统发来的指令，控制所述高光谱成像光谱仪的开启和关闭及高光谱数据的存储；

所述GPS辅助惯导通过RS232串口与所述数据采集控制设备相连接，将记录飞机的飞行姿态和位置信息，并且与光谱数据同步传输给所述数据采集控制设备，用于后续的光谱图像数据处理；

所述高光谱成像光谱仪、所述数据采集控制设备、所述GPS辅助惯导、安装在所述减震平台上，所述GPS天线安装在飞机顶端或尾端的机壳外面，通过SMA接口连接到所述GPS辅助惯导上。

2.根据权利要求1所述的溢油监测的机载高光谱成像系统，其特征在于：所述高光谱成像光谱仪的镜头方向垂直向下或倾斜放置，而GPS辅助惯导需要沿飞行方向水平安装。

3.根据权利要求1或2所述的溢油监测的机载高光谱成像系统，其特征在于：

还包括电源，所述电源与所述高光谱成像光谱仪、所述数据采集控制设备和所述GPS辅助惯导连接，并为其供电。

4.根据权利要求1或2所述的溢油监测的机载高光谱成像系统，其特征在于：

所述减震平台由4个减震器和一个机械的转接板组成，所述转接板用于与飞机相连，通过机械连接接口与飞机相连接。

5.根据权利要求1或2所述的溢油监测的机载高光谱成像系统，其特征在于：

所述高光谱成像光谱仪、所述数据采集控制设备、所述GPS辅助惯导、所述GPS天线通过安装支架高度集成在所述减震平台上。

6.根据权利要求1或2所述的溢油监测的机载高光谱成像系统的成像方法，其特征在于：包括下述步骤：

(1)S201、在飞行航道的溢油监测区域，系统设备加电，所述数据采集控制设备自动开启数据采集控制程序，检查与所述高光谱成像光谱仪是否连接正常，检查与所述GPS辅助惯导是否连接正常，然后等待飞机控制系统发来的指令信号；

当检测到飞机控制系统发来的开始拍摄的指令时，打开所述高光谱成像光谱仪和所述GPS辅助惯导；同步接收并存储所述高光谱成像光谱仪获取溢油监测区域的高光谱数据和所述GPS辅助惯导发来的飞行经纬度位置信息及飞行姿态参数，同时时刻监测飞机控制系统发来的指令信号；当收到飞机控制系统发来停止拍摄指令时，关闭所述高光谱成像光谱仪和停止接收所述GPS辅助惯导数据；

(2)S202、对所述数据采集控制设备获取的航道溢油监测区域的高光谱图像数据首先进行光谱定标、辐射校正，得到辐射校正后的航道监测图像，然后根据获取的同步飞行经纬度位置信息和飞行姿态参数对图像进行几何校正，获得几何校正后的航道监测图像；

(3)S203、对几何校正后的连续多帧高光谱图像数据进行拼接得到大面积的预处理后的航道监测区域图像；

(4)S204、采用高光谱图像光谱分析技术，不同物质属性的反射光所获得的高光谱成像数据具有不同的光谱曲线，根据吸收峰特征曲线的不同识别相应的物质属性；

对预处理后的航道监测区域图像数据在不同光谱段的光谱曲线分析来判断航道是否有溢油以及溢油区域的精确确定。