[发明专利]一种多光谱相机制造方法及多光谱相机系统

说明书

本发明提供一种多光谱相机制造方法及多光谱相机系统。其中，该方法包括：将多个独立的滤光片基片依次拼接得到滤光片阵列；将所述滤光片阵列固定设置于成像器件前部；当光线经过所述滤光片阵列分光得到的多波段光线分散到所述成像器件的不同位置后，基于所述成像器件获得不同条带区域相应波段的多光谱图像。采用本发明公开的多光谱相机制造方法，通过采用滤光片阵列的成像方式实现多个波段分光，同时采用面阵探测器进行光谱图像获取，能够在保持较小的相机尺寸状况下，获取高质量的多光谱影像，滤光片阵列采用独立结构固定于面阵探测器前，而非直接镀膜于面阵探测器，降低了制造和工艺风险，有效提高了多光谱相机系统的稳定性。

技术领域

本发明涉及相机光谱成像技术领域，具体涉及一种多光谱相机制造方法及多光谱相机系统。

背景技术

近年来，随着经济社会的快速发展，多光谱相机的应用越来越广泛。多光谱相机能够通过分光技术获得地物的多个谱段所辐射或反射的信息，其分光技术决定了相机的结构和体积以及影像数据处理方法。目前，多光谱相机分光策略主要分为光路分光式分光、滤光片转轮式分光、多镜头式分光三种。其中，光路分光相机是让光通过一个镜头，利用分光器件将全色光分散到多个传感器平面上，在多个平面上获得同一个场景的多光谱图像；部分相机在将光分散到多个平面后通过光栅棱镜将光反射到同一个传感器平面的不同区域分块成像。滤光片轮式多光谱相机成像原理是将传感器采集频率与滤光片轮转频率适当同步，使滤光片每轮转到一个滤光片上都能在传感器上成像。多镜头分光多光谱相机将每个谱段成像由分开的CCD(charge coupled device)或CMOS成像平面阵列和光学装置来完成，这种方案的多光谱相机，实质上是由多个独立相机组装而成，每个相机镜头前配有不同的滤光片，每个镜头获取一个波段的图像，多个镜头对同一目标同时曝光获取多波段图像。光谱带的选择是由各通道物镜前的光学滤光片完成的。然而，上述几种分光策略在无人机遥感载荷应用中存在诸多缺陷。比如光路分光式多光谱相机复杂的光栅棱镜使得相机体积较大且相机系统复杂，波段数的增加会降低图像质量及成本的提高；滤光片轮式多光谱相机中的转轮系统增加了滤光片轮式多光谱相机系统的复杂性，无法使相机达到理想的最小体积和重量，且波段数的增加直接导致整个相机的体积重量增大；而多镜头分光多光谱相机中多个镜头、多个滤光片和多探测器的使用相机达不到理想体积和质量。如果采用短焦距镜头和小探测器实现较小的相机体积和重量，多光谱图像质量会受到影响。上述几种分光方式只能基于小靶面探测器实现较小的相机尺寸。因此，如何基于大幅面探测器实现较小的相机尺寸的同时降低相机结构的复杂度成为本领域研究的重要课题。

发明内容

为此，本发明提供一种多光谱相机制造方法及多光谱相机系统，用以解决现有技术中多光谱相机结构复杂，通常体积和重量较大，无法满足当前无人飞行平台使用需求的缺陷。

本发明提供一种多光谱相机制造方法，包括：

将多个独立的滤光片基片依次拼接得到滤光片阵列；

将所述滤光片阵列固定设置于成像器件前部；

当光线经过所述滤光片阵列分光得到的多波段光线分散到所述成像器件的不同位置后，基于所述成像器件获得不同条带区域相应波段的多光谱图像；其中，所述成像器件为面阵探测器。

进一步的，所述的多光谱相机制造方法，还包括：基于预设的采集存储模块，采集所述成像器件得到的不同条带区域相应波段的多光谱图像，根据不同波段将所述多光谱图像进行分割，得到相应的目标图像，并实现所述目标图像的传输和存储操作。

进一步的，基于预设的同步触发模块对多光谱相机的采集数据、飞行平台的定位数据以及飞行平台的姿态数据进行同步处理；其中，所述飞行平台用于挂载所述多光谱相机。

进一步的，所述的多光谱相机制造方法，还包括：基于预设的电源模块对多光谱相机组件和相应的相机控制组件所需的电压和功率分别进行转换处理，输出相应的目标电压和目标功率；其中，所述相机控制组件包含采集存储模块和同步触发模块，所述多光谱相机组件包含成像器件、滤光片阵列和成像物镜。