基于软件定义微纳卫星的多模式计算光学成像技术 被引量：3

1

作者 刘扬阳 吕群波 +3 位作者 谭政 裴琳琳 李伟艳 王建威 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期2463-2469,共7页

为实现有效载荷具备上载软件在轨定义多功能、软件可控多功能、参数可重构的软件定义微纳卫星需求,需要突破传统卫星平台和传统光学相机的设计局限,开展基于微纳卫星的软件定义下新型计算光学成像载荷技术研究。充分考虑有效载荷的软件... 为实现有效载荷具备上载软件在轨定义多功能、软件可控多功能、参数可重构的软件定义微纳卫星需求,需要突破传统卫星平台和传统光学相机的设计局限,开展基于微纳卫星的软件定义下新型计算光学成像载荷技术研究。充分考虑有效载荷的软件和硬件两者之间联合设计可能存在的发展空间,分析了亚像元信息、卫星平台参数、光学系统参数、探测器参数、噪声、大气对图像数据处理,特别是超分辨率重建的影响。根据各个影响因素的物理机制分别建立物理模型和误差模型,作为重建方法的先验信息,将这些有利于超分辨技术的先验信息约束应用于相机设计过程,使得相机获取的图像可以很好地匹配超分辨方法。该方法可以提升视觉分辨率和实质分辨率,同时保持对噪声的抑制能力,并有可能降低传统相机的结构尺寸和研制难度。研制实现集超分辨成像、动态范围增强成像、视频成像等软件智能可控的多种成像处理模式于一体的通用型计算光学成像相机,将对航天产业提供更大的灵活性和增值空间,为未来智能卫星航天技术研究与快速创新提供一种可行的方案。 展开更多

关键词 软件定义卫星 超分辨 动态范围增强 视频成像 计算光学成像

原文传递

连续推扫计算光谱成像技术

2

作者 相里斌 吕群波 +5 位作者 刘扬阳 孙建颖 王建威 姚涛 裴琳琳 李伟艳 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期1256-1261,共6页

计算光谱成像技术具有高通量、快照成像等优点,但快照成像采样数据量不足,导致利用压缩感知方法重构图谱精度很低。通过对计算光谱成像技术各个环节进行系统研究,提出一种新型的连续推扫计算光谱成像技术,利用正交循环编码孔径代替传统... 计算光谱成像技术具有高通量、快照成像等优点,但快照成像采样数据量不足,导致利用压缩感知方法重构图谱精度很低。通过对计算光谱成像技术各个环节进行系统研究,提出一种新型的连续推扫计算光谱成像技术,利用正交循环编码孔径代替传统的随机编码孔径,通过逐行扫描方式及正交变换可完整重构图谱数据。仿真和实际成像结果表明,连续推扫计算光谱成像技术可消除图谱混叠影响,理论上可完全重构图谱信息,重构图谱精度明显优于传统的计算光谱成像技术。相比国际上提出的多次曝光计算光谱成像技术,连续推扫计算光谱成像技术不需要改变编码孔径与探测器间的相对位置,也不需要凝视成像,系统中没有活动元件,稳定性高,适用于常规航空航天遥感推扫成像。 展开更多

关键词 计算成像 光谱成像 信息重构

下载PDF 职称材料

中红外腔衰荡光谱技术的研究进展及应用

3

作者 孙乐 貊泽强 +2 位作者 胡誉元 唐吉龙 魏志鹏 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期323-335,共13页

中红外基频指纹吸收谱具有吸收强、谱线宽且密集的特点。通常吸收红外光谱的气体分子在3000cm^(-1)附近的中红外基频吸收强度比近红外吸收高约2个数量级,因此逐渐成为腔衰荡光谱(CRDS)技术的研究热点。简述了CRDS技术的工作原理及技术优... 中红外基频指纹吸收谱具有吸收强、谱线宽且密集的特点。通常吸收红外光谱的气体分子在3000cm^(-1)附近的中红外基频吸收强度比近红外吸收高约2个数量级,因此逐渐成为腔衰荡光谱(CRDS)技术的研究热点。简述了CRDS技术的工作原理及技术优势,介绍了中波红外CRDS技术特点并分析对比了近红外与中红外波段的CRDS技术差异,论述了基于中红外波段的CRDS技术研究现状,最后基于应用研究进展对其前景进行了展望。 展开更多

关键词 光谱学 中红外 腔衰荡光谱技术 气体检测

下载PDF 职称材料

推扫误差对计算光谱成像数据重构的影响分析 被引量：1

4

作者 王建威 裴琳琳 +1 位作者 刘扬阳 吕群波 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期268-272,共5页

计算光谱成像技术利用计算方法改变传统成像方式,在光路中引入编码模板实现正变换,最后通过逆变换获得目标光谱数据立方体。介绍了一种推扫式编码孔径计算光谱成像仪的成像原理,在实际应用中,其推扫速度与帧频的匹配误差会影响光谱数据... 计算光谱成像技术利用计算方法改变传统成像方式,在光路中引入编码模板实现正变换,最后通过逆变换获得目标光谱数据立方体。介绍了一种推扫式编码孔径计算光谱成像仪的成像原理,在实际应用中,其推扫速度与帧频的匹配误差会影响光谱数据重构的准确性。在建立了推扫模型的基础上,得到了重构数据的误差项,分析了匹配误差对光谱数据重构的影响,并引入光谱二次导数误差和strehl比分别作为复原光谱和空间图像的评价参数,进行了数据仿真分析,结果表明,当一组完整数据的累积误差超过一个像元时,明暗变化剧烈的区域恢复结果比较差,而对比较均匀的区域影响不大;累计误差不超过0.5个像元时,各通道的strehl比均在0.9以上,并且光谱能量越低的通道strehl比越小,因此编码模板的行列数越多平台的稳定性要求越高。 展开更多

关键词 计算光谱成像 编码孔径 推扫误差 数据重构

下载PDF 职称材料

量子点光谱成像技术与重建仿真 被引量：5

5

作者 王英俊 周锦松 +5 位作者 魏立冬 张桂峰 朱东亮 郭三维 唐宏武 庞代文 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期869-876,共8页

为满足机载星载平台对光谱成像系统紧凑型和轻量化的需求,克服当前光谱成像技术分光系统结构复杂、成本高的不足,提出了基于量子点材料的光谱成像技术方案。将条带状的量子点阵列片放置于前置镜焦面前,利用量子点材料对光谱的吸收特性... 为满足机载星载平台对光谱成像系统紧凑型和轻量化的需求,克服当前光谱成像技术分光系统结构复杂、成本高的不足,提出了基于量子点材料的光谱成像技术方案。将条带状的量子点阵列片放置于前置镜焦面前,利用量子点材料对光谱的吸收特性对探测目标的入射光谱进行调制,使用最小二乘法建立探测目标的光谱重建模型,采用推扫的方式获取数据并进行光谱重建可以获得目标光谱和空间信息。量子点光谱成像技术具有光谱分辨率高、能量利用率高、体积小、光谱范围宽和成本低等优势。分析了不同光谱谱段间隔和噪声等因素对重建光谱分辨率的影响,以及对重建光谱准确性或者失真度的影响。分析得出谱段间隔越低,光谱分辨率越高;重建的准确性和分辨率随着噪声水平的增大而降低;适当的提高谱段间隔,可以提高重建的准确性。将已知数据立方体和它的仿真结果进行对比,可以看出还原得到的量子点光谱图像质量较好,验证了该技术的可行性。量子点材料为光谱成像技术提供了新的途径,在航空航天等小型化光谱遥感领域具有极大的应用潜力。 展开更多

关键词 量子点 光谱成像 推扫 最小二乘法 光谱重建

下载PDF 职称材料

紧凑型图像复分光谱成像系统光学设计及优化 被引量：3

6

作者 马培培 刘扬阳 +2 位作者 吕群波 裴琳琳 方煜 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期18-23,共6页

从图像复分光谱成像系统的图谱输出理论模型出发,对已有16波段系统进行改进,研究了大相对孔径和结构紧凑型系统.模拟实现了16波段成像的整体设计与优化,对棱镜分光易造成图谱图像区域混叠问题进行了分析.采用光谱成像系统匹配结构形式,... 从图像复分光谱成像系统的图谱输出理论模型出发,对已有16波段系统进行改进,研究了大相对孔径和结构紧凑型系统.模拟实现了16波段成像的整体设计与优化,对棱镜分光易造成图谱图像区域混叠问题进行了分析.采用光谱成像系统匹配结构形式,利用Zemax-EE的多重结构特性,设计了视场为±1.25°,相对孔径达到1∶3,系统结构尺寸约为220mm的图像复分光谱成像仪系统,且各个波长光学传递函数值均大于0.75.与已有等同空间分辨率的16波段图像复分光谱成像系统比较,所设计系统结构紧凑、衍射极限和通光能力明显改善、光谱质量大幅提高,可满足小型化需求.该研究为新型快照式光谱成像技术的理论研究和图像复分光谱成像仪的光学系统设计提供了依据. 展开更多

关键词 多光谱成像 图像复分光谱成像仪 光学设计 WOLLASTON棱镜 快照式

下载PDF 职称材料

基于超表面的多光谱成像系统设计 被引量：1

7

作者 张淳钰 周锦松 +2 位作者 何晓英 景娟娟 冯蕾 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期225-229,共5页

超表面是一种人工制造的亚波长结构阵列平面,重量轻,易集成,可实现多种功能,被广泛应用于诸多领域。传统光谱成像系统依赖于色散元件及光程累积相位差实现不同波长的色散与聚焦,无法满足系统集成化需求。不同于传统光学元件依赖电磁波... 超表面是一种人工制造的亚波长结构阵列平面,重量轻,易集成,可实现多种功能,被广泛应用于诸多领域。传统光谱成像系统依赖于色散元件及光程累积相位差实现不同波长的色散与聚焦,无法满足系统集成化需求。不同于传统光学元件依赖电磁波在介质中传播累积相位差,超表面依靠界面相位变化来进行相位调控,可实现十分轻薄的光学系统。研究传输相位型超表面,使用时域有限差分算法(FDTD算法)优化单元结构。将超表面引入光谱成像系统中,通过优化亚波长结构尺寸,进行结构排布,开展超表面光谱成像系统研究,实现多波长色散与聚焦独立调控。利用该方法,扫描不同单元结构参数对相位的影响,依照聚焦的相位分布针对不同波长设计对应的位相分布,仿真实现了一个波段范围为510~720 nm,焦距为2 mm,谱段数为八个的超表面多光谱成像系统。通过电磁仿真软件FDTD solutions和数据处理软件计算全模结构电场的远场分布,并分析了系统的成像性能。相比于传统光栅或棱镜分光结构,超表面光谱成像系统可有效减小系统体积,其超轻、超薄、便携特点解决了现有光谱成像系统的应用局限性,为小型化、轻量化光谱成像系统的研制提供了一种新的解决方案。 展开更多

关键词 光谱成像 超表面 光学器件 相位调控

下载PDF 职称材料

基于像差选择性校正的光学-数字联合设计 被引量：7

8

作者 谭政 相里斌 +3 位作者 吕群波 方煜 孙建颖 赵娜 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期153-161,共9页

提出面向成像系统的光学和数字图像处理联合优化设计.根据泽尼克多项式模型分析了每种像差对成像清晰度的影响;在变分贝叶斯框架下,提出了基于加权双向差分先验模型的像差数字校正算法;将像差分为易于数字校正和不易于数字校正两类,建... 提出面向成像系统的光学和数字图像处理联合优化设计.根据泽尼克多项式模型分析了每种像差对成像清晰度的影响;在变分贝叶斯框架下,提出了基于加权双向差分先验模型的像差数字校正算法;将像差分为易于数字校正和不易于数字校正两类,建立基于像差选择性校正策略的光学-数字处理联合设计方法.采用联合设计方法设计了三镜片大像差光学系统,其奈奎斯特频率处的MTF值约为0.50,采用传统方法设计的六镜片光学系统MTF值约为0.53,两系统成像质量相当,本文方法可降低系统复杂度. 展开更多

关键词 成像系统 光学和数字图像处理 联合优化 像差 数字校正算法 选择性校正

下载PDF 职称材料

机械快门滤光片式多光谱成像仪相对定标方法研究 被引量：3

9

作者 王建威 裴琳琳 +4 位作者 谭政 黄旻 吕群波 刘扬阳 李伟艳 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期2615-2618,共4页

大面阵滤光片阵列多光谱成像仪采用了全帧转移大面阵探测器,并利用机械快门保证采集数据时不发生拖尾现象,但由于机械快门开合时间的不稳定性,使多光谱成像仪数据出现区域间的亮度不均匀,而且还会造成彩色图像偏色条带。故提出了一种基... 大面阵滤光片阵列多光谱成像仪采用了全帧转移大面阵探测器,并利用机械快门保证采集数据时不发生拖尾现象,但由于机械快门开合时间的不稳定性,使多光谱成像仪数据出现区域间的亮度不均匀,而且还会造成彩色图像偏色条带。故提出了一种基于目标辐射一致性的相对辐射定标方法,利用图像重叠部分的辐射特性,计算光谱图像的辐射矫正因子,对拼接图像的非均匀性进行矫正。并利用差分评价矫正效果。最后对多光谱相机采集的外场实验数据进行处理和矫正,结果表明,该方法可以很好的矫正单色拼接图像区域间的非均匀性,并可以消除彩色合成图像中的偏色条带;适用于有重叠部分的图像拼接,并且对于拼接误差不敏感。 展开更多

关键词 多光谱成像 相对辐射定标 机械快门 拼接

下载PDF 职称材料

大工作距大相对孔径高分辨率的改进型Dyson光谱成像系统设计 被引量：1

10

作者 刘祥磊 刘扬阳 +2 位作者 方煜 裴琳琳 吕群波 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期3908-3912,共5页

基于反/折射球面罗兰圆建模和宽波段Dyson象散校正方法,解释了大相对孔径高光谱分辨率的Dyson光谱成像系统存在的大工作距设计难题。从工作距的角度,比较了已有文献中报道的三种Dyson光谱成像系统改进思路。在大工作距要求下,采取第一... 基于反/折射球面罗兰圆建模和宽波段Dyson象散校正方法,解释了大相对孔径高光谱分辨率的Dyson光谱成像系统存在的大工作距设计难题。从工作距的角度,比较了已有文献中报道的三种Dyson光谱成像系统改进思路。在大工作距要求下,采取第一种思路,即在传统型Dyson光谱成像系统结构基础上,引入球面弯月透镜和平面-非球面透镜。建立了平面-非球面校正透镜的三阶像差模型,给出了改进型Dyson光谱成像系统。设计结果表明:改进型Dyson光谱成像系统具有12mm工作距,F/1.8相对孔径,在0.38~0.9μm谱段范围内光谱分辨率约为0.45nm,以及接近衍射极限的优良成像性质,MTF在全波段全视场100lp·mm^(-1)线处大于0.7,最大像面均方根值半径小于1.2μm。同时,系统的Smile(谱线弯曲)和Keystone(色畸变)得到了很好的控制,保证了获取光谱数据的一致性。改进型Dyson光谱成像系统具有大相对孔径和高光谱分辨率的特点,而且系统焦平面探测器和系统入射狭缝两者的彼此间隙位置合适,易于装配。解决了传统型Dyson光谱成像系统实际应用中工作距不足的问题,可为大气遥感、农林调查、海洋生物等领域的高光谱成像信息探测提供一个新型的高光谱成像系统,对光谱成像系统的发展具有良好的促进意义。 展开更多

关键词 Dyson成像光谱仪 工作距 高分辨率 大相对孔径

下载PDF 职称材料

连续波腔衰荡光谱技术中模式筛选的数值方法 被引量：5

11

作者 王金舵 余锦 +5 位作者 貊泽强 何建国 代守军 孟晶晶 王晓东 刘洋 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第24期153-163,共11页

连续波腔衰荡光谱(CW-CRDS)测量中多模衰荡的产生是严重影响痕量气体测量灵敏度的重要因素.本文针对衰荡腔内无光阑或光阑滤模不彻底的CRDS装置,通过分析腔误调时的能量耦合规律以及受关断时间影响的衰荡过程,提出阈值选择和拟合度判定... 连续波腔衰荡光谱(CW-CRDS)测量中多模衰荡的产生是严重影响痕量气体测量灵敏度的重要因素.本文针对衰荡腔内无光阑或光阑滤模不彻底的CRDS装置,通过分析腔误调时的能量耦合规律以及受关断时间影响的衰荡过程,提出阈值选择和拟合度判定两种非光阑模式筛选方法,利用数值方法达到抑制多模衰荡及筛选基模衰荡(优衰荡)的目的.首先对CW-CRDS实验中平均采样和单次采样模式下出现的多种衰荡类型进行了归纳分析,发现可以通过单次采样数据预测多次采样的测量结果,实验结果与预期一致.解决了CRDS实验"平均"和"拟合"的先后顺序问题.在此基础上,利用优衰荡出现概率满足二项分布模型的特性,建立了优衰荡出现频率随触发阈值变化的概率模型,用于选择合适的触发阈值.实验表明提升触发阈值可以有效地抑制多模衰荡,使测量灵敏度提升约一个数量级.随着触发阈值的提升,通过优衰荡得到的Allan方差将趋于一个定值,但是衰荡过程获取时间将逐渐延长.因此,在CW-CRDS检测中触发阈值应设置在保证全部衰荡过程均为优衰荡的最小阈值处.之后,采用拟合度判定法对实验数据进行了筛选.最后给出了两种方法的适用范围,拟合度判定法虽然简单但局限性较大,阈值选择法可适用于腔误调程度不严重的情况. 展开更多

关键词 腔衰荡光谱技术 腔误调 多模衰荡 测量灵敏度

下载PDF 职称材料

基于多光束混合外差干涉的相位增强技术研究 被引量：3

12

作者 孔新新 张文喜 +3 位作者 才啟胜 伍洲 戴玉 相里斌 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第19期25-32,共8页

激光外差干涉测量技术是微振动探测的重要手段,随着微纳应用的拓展,人们对精密测量系统的相位检测灵敏度提出了更高的要求.传统提高测量灵敏度的方法有优化外差干涉系统方案、改进相位重建算法和降低关键器件噪声等.本文提出了一种多光... 激光外差干涉测量技术是微振动探测的重要手段,随着微纳应用的拓展,人们对精密测量系统的相位检测灵敏度提出了更高的要求.传统提高测量灵敏度的方法有优化外差干涉系统方案、改进相位重建算法和降低关键器件噪声等.本文提出了一种多光束混合干涉的相位增强方法,经过理论推导和实验验证得到如下近似条件:校正光与信号光的初相位相差πrad情况下,两光束的功率越接近,系统对目标的弱振动振幅响应越大.实验设计的两光束功率相差1%时,观察到了最大146倍的增强效果,该方法在微振动物体高灵敏度测量上具有较大的应用价值,在现有器件指标和相位解调算法不变的基础上可大幅提高外差干涉测量系统的探测能力. 展开更多

关键词 外差干涉 激光多普勒效应 相位增强 混合干涉

下载PDF 职称材料

高功率板条激光介质的纵向强制对流换热技术 被引量：4

13

作者 何建国 李明 +7 位作者 貊泽强 王金舵 余锦 代守军 陈艳中 葛文琦 刘洋 凡炼文 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第9期223-230,共8页

液体强制对流换热因具有较高的可靠性和性能稳定性而被广泛使用于高功率板条激光介质介质的制冷,但沿流场方向产生的温度梯度会显著改变激光介质的热应力状态而带来不良影响。提出了基于冷却流场与目标温度匹配控制思路的双大面侧泵激... 液体强制对流换热因具有较高的可靠性和性能稳定性而被广泛使用于高功率板条激光介质介质的制冷,但沿流场方向产生的温度梯度会显著改变激光介质的热应力状态而带来不良影响。提出了基于冷却流场与目标温度匹配控制思路的双大面侧泵激光介质纵向强制对流冷却方案(Longitudinal forced convection),利用非定常边界条件的流-固耦合有限元仿真方法对比了全腔浸泡对流冷却(Cavity forced convection)、微通道传导冷却技术方案(Micro-channel conduction),针对入口流量、流场状态、流道壁面条件等因素进行了详细研究。在30 L/min入口流量下,该方案热交换区域固液界面平均对流换热系数达104 W·m^-2·K^-1量级,且均匀分布。此外,通过改变壁面粗糙程度能够获得更高的对流换热系数。根据设计结果研制了一套板条激光放大器,实验监测点的温度结果与模拟仿真预测结果相吻合,冷却性能达到预期。 展开更多

关键词 热管理 板条晶体 计算流体力学 强制对流换热 温度分布

原文传递

宽发射面激光二极管光束整形系统的光学设计 被引量：2

14

作者 高志红 张文喜 +1 位作者 孔新新 冯其波 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第12期249-253,共5页

宽发射面激光二极管作为泵浦源在全固态激光器中得到了广泛的应用,但由于快慢轴发散角太大和发光面的不对称,所以需要对其进行光束整形。针对发光面为1μm(快轴)×200μm(慢轴)且远场光斑为矩形光斑的宽发射面激光二极管,分析了输... 宽发射面激光二极管作为泵浦源在全固态激光器中得到了广泛的应用,但由于快慢轴发散角太大和发光面的不对称,所以需要对其进行光束整形。针对发光面为1μm(快轴)×200μm(慢轴)且远场光斑为矩形光斑的宽发射面激光二极管,分析了输出光束在平行于p-n结方向上光场(侧模)的多光丝分布特性。通过在ZEMAX非序列里,设置合理的光丝间隔、尺寸和以纵模为间隔的多个波长,模拟了与实际相符的远场光斑。利用圆柱透镜压缩激光二极管快轴发散角,再用自聚焦透镜进行聚焦,最后在离自聚焦透镜后端面1.8 mm处得到快慢轴方向长分别为0.15 mm×0.17 mm的方形光斑,且快慢轴方向发散角分别为3.3°×2.4°。同时,通过实验逐步比较了光束通过每一个光学元件后光斑形状的变化和光强分布,结果表明:宽发射面激光二极管光束整形中,通过引入侧模光丝结构的矩形光斑模拟方法是可行的。 展开更多

关键词 激光二极管 光束整形 圆柱透镜 自聚焦透镜

原文传递

全视场外差移相双波长干涉面形检测技术 被引量：2

15

作者 樊国翔 李杨 +2 位作者 张文喜 伍洲 吕彤 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第9期122-130,共9页

双波长干涉检测技术可以实现高动态范围与高测试精度的兼顾,是一种极具潜力的检测技术,用于干涉检测的压电位移机械移相技术存在着一些问题,使用全视场外差移相技术,低频差的外差光源与面阵探测器采集帧率相配合,相较于传统的压电位移... 双波长干涉检测技术可以实现高动态范围与高测试精度的兼顾,是一种极具潜力的检测技术,用于干涉检测的压电位移机械移相技术存在着一些问题,使用全视场外差移相技术,低频差的外差光源与面阵探测器采集帧率相配合,相较于传统的压电位移机械移相技术,可以同时保证不同波长的移相精度,简化移相的复杂度,且可以方便实现多步移相。提出了全视场外差移相双波长干涉测量技术,并搭建了全视场外差移相双波长干涉测量系统,测试了在边缘最高偏离顶点球13μm的非球面以及高度为(1.3±0.1)μm的台阶,经过实验验证其非球面面形PV测试精度为λ/3.53 (λ=633 nm),面形PV测试重复精度为λ/77.38,面形RMS测试精度为λ/14.16,面形RMS测试重复精度为λ/919.10,台阶高度测试精度为λ/16.19,测试重复精度为λ/311.85。 展开更多

关键词 面形检测技术 全视场外差 双波长干涉 非球面 移相

原文传递

大孔径静态干涉光谱成像系统(LAS IS)中实体Mach-Zehnder干涉仪加工误差容限分析 被引量：1

16

作者 柳青 周锦松 +1 位作者 聂云峰 吕群波 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期2000-2004,共5页

简要叙述了LASIS光谱成像系统的原理和仪器构成,针对LASIS光谱成像仪像方视场与干涉数据单边过零采样的要求,通过对实体Mach-Zehnder横向剪切干涉仪结构和光路进行分析,并对比Sagnac型横向剪切干涉仪的结构,研究了该干涉仪的附加光程差... 简要叙述了LASIS光谱成像系统的原理和仪器构成,针对LASIS光谱成像仪像方视场与干涉数据单边过零采样的要求,通过对实体Mach-Zehnder横向剪切干涉仪结构和光路进行分析,并对比Sagnac型横向剪切干涉仪的结构,研究了该干涉仪的附加光程差与加工误差的关系,给出了附加光程差公式和误差容限公式,对探测器阵面上光程差变化的非线性效应影响进行了分析和仿真。结果表明,相比Sagnac型横向剪切干涉仪,因实体Mach-Zehnder干涉仪的非共光路特点产生的附加光程差会导致探测器上的零光程位置的偏移,为保证过零单边采样的要求,需对干涉仪的尺寸误差进行严格约束,其中组成干涉仪的两块非对称五角棱镜非对称量的匹配误差小于0.02mm;而探测器上光程差变化的非线性效应引起的光谱复原误差小于0.2%,基本可以忽略不计。 展开更多

关键词 光谱成像 误差容限 实体Mach-Zehnder干涉仪 附加光程差 光谱复原

下载PDF 职称材料

光谱成像仪快速光谱定标方法研究

17

作者 王建威 李伟艳 +6 位作者 孙建颖 李兵 陈鑫雯 谭政 赵娜 刘扬阳 吕群波 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期2013-2017,共5页

光谱定标是确定光谱仪器各通道中心波长的过程,为了获取光谱辐亮度,通常需要对光谱仪器进行辐射定标,将光谱仪器输出的数值,映射为物理量——辐亮度。不同的光谱仪器的光谱响应不同,因此还需要在光谱定标过程中确定各个通道的光谱响应... 光谱定标是确定光谱仪器各通道中心波长的过程,为了获取光谱辐亮度,通常需要对光谱仪器进行辐射定标,将光谱仪器输出的数值,映射为物理量——辐亮度。不同的光谱仪器的光谱响应不同,因此还需要在光谱定标过程中确定各个通道的光谱响应。光谱成像仪可以看成是多个光谱仪组成的,需要对所有点的中心波长和光谱响应进行定标。自第一台成像光谱仪诞生以来,其定标方法逐渐固定,通常需要采用光谱分辨率较光谱成像仪更高的单色仪输出准单色光进行光谱定标,其准单色光的光谱带宽远小于光谱成像仪的光谱响应带宽,可以将准单色光抽象为脉冲函数。根据脉冲函数的特性,改变准单色光的波长,扫描光谱成像仪的响应波长范围,是对光谱响应函数进行间隔采样的过程,通过光谱定标数据可以直接得到光谱成像仪的中心波长和光谱响应函数。随着技术的发展,探测器的灵敏度越来越高,光谱成像仪的分辨率也越来越高,为了完成光谱定标,对光谱定标需要的准单色光提出了更高的要求。然而准单色光的带宽越窄,其能量越低,获取满足信噪比要求的数据需要更长的时间,使定标的效率降低。从光谱定标的目的出发,结合准单色光和光谱成像仪光谱响应近似高斯函数的特点,通过理论分析,提出一种利用宽带定标光进行光谱定标的方法,可以有效减少光谱定标的步骤,提高定标的效率,适用于光谱成像仪的快速定标。该方法用于某星载高光谱成像仪的光谱定标,待标定光谱成像仪采用棱镜分光,具有色散非线性的特点,光谱分辨率在2~18 nm之间变化,同时存在较大的谱线弯曲,导致每个像元的中心波长都不同,需要对每个像元进行光谱定标。为了避免分视场定标导致的相邻视场中心波长不连续现象,将单色仪发出的准单色光的光斑照亮整个狭缝,狭缝和单色仪之间放置柱透镜和毛玻璃,其中柱透镜用于汇聚垂直于狭缝方向的光线,提高能量利用率;毛玻璃用于匀化光照,毛玻璃的存在极大地减弱了进入光谱成像仪的能量,结合提出的方法,增加定标光的带宽,提高能量,最终完成了该光谱成像仪的快速定标,利用汞灯的特征光谱验证该成像光谱仪的光谱定标精度为0.23 nm。 展开更多

关键词 高光谱成像 谱线弯曲 光谱定标

下载PDF 职称材料

基于重叠视场的拼接式高光谱相机非均匀性校正

18

作者 杨雷 周锦松 +1 位作者 景娟娟 聂博洋 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期3582-3590,共9页

高光谱遥感能够提供丰富的地球表面信息,因而受国内外学者的广泛关注。受到技术与工艺水平影响,目前单个高光谱相机无法同时满足成像大视场和高分辨率的应用需求。拼接式高光谱相机技术将多个高光谱相机组合成一个成像系统,有效地扩大... 高光谱遥感能够提供丰富的地球表面信息,因而受国内外学者的广泛关注。受到技术与工艺水平影响,目前单个高光谱相机无法同时满足成像大视场和高分辨率的应用需求。拼接式高光谱相机技术将多个高光谱相机组合成一个成像系统,有效地扩大了高光谱相机的视场,在精准农业、对地观测、环境监测等方面有着广泛的运用。由于探测器像元响应,光学系统,电子学系统等因素的影响,高光谱相机的焦平面阵列在同一均匀辐射源下,探测器单个像元输出会出现不一致的现象,该现象即为高光谱相机的非均匀性。拼接式高光谱相机的非均匀性会严重影响相机成像质量与图像判读。目前,非均匀性校正主要分为基于定标的校正方法和基于场景的校正方法两大类。通过对中国科学院空天信息创新研究院研制的拼接式高光谱相机非均匀性的分析,建立了单台相机和多台相机间的非均匀性模型,并根据非均匀性模型提出了一种基于重叠视场的拼接式高光谱相机非均匀性校正方法。该方法综合运用了实验室定标数据与实时飞行数据,利用实验室辐射定标校正单台相机非均匀性,利用相机间重叠视场并引入小波滤波计算非均匀性系数校正多相机间的非均匀性。由于该方法在实验室仅需要对单台相机进行辐射定标,因此也摆脱了需要大口径积分球光源的限制。开展了一系列对不同方法处理后图像质量进行评价的实验。选取了存在非均匀性两个不同的波段图像作为原始图像,并用该方法与对比方法对原始图像进行处理。为了能够定量地对不同方法的校正效果进行对比,引入了图像质量的提高系数(IF),非均匀性(NU)与光谱角(SA)三个评价指标。结果证明,本文提出的基于重叠视场的拼接式高光谱相机非均匀性校正方法具有最好的非均匀性校正效果,同时最大程度保留了光谱特性。 展开更多

关键词 高光谱成像 视场拼接 非均匀性

下载PDF 职称材料

高/多光谱遥感图像超分辨率融合研究进展与展望

19

作者 张兵 高连如 +2 位作者 李嘉鑫 洪丹枫 郑珂 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第7期1074-1089,共16页

高光谱图像作为多模态遥感数据的重要组成部分,能够捕捉地物精细的光谱特征。由于成像机理的限制,空间细节的损失导致高光谱图像的空间表征能力有所退化,一定程度上限制了数据进一步应用的潜力。数据融合是解决空间/光谱分辨率矛盾的有... 高光谱图像作为多模态遥感数据的重要组成部分,能够捕捉地物精细的光谱特征。由于成像机理的限制,空间细节的损失导致高光谱图像的空间表征能力有所退化,一定程度上限制了数据进一步应用的潜力。数据融合是解决空间/光谱分辨率矛盾的有效手段,近年来相关理论得到了深入发展。本文全面综述了高/多光谱遥感图像超分辨率融合领域的研究进展与展望。首先,将当前方法系统性地分为细节注入、模型优化及深度学习3大类方法,并对不同方法的原理、模型、代表性算法进行了回顾,重点介绍了模型优化中的矩阵分解、张量表示及深度学习中的监督与非监督方法。在此基础上,梳理了该领域技术在像素级分类、目标提取、在轨融合领域的成功应用案例,指出融合产品的潜能在后续遥感应用未被充分挖掘的现状;然后,从退化模型、数据-模型驱动、多任务一体化及应用耦合4个角度对该领域进行展望;最后,就该领域的研究现状与发展趋势进行总结,归纳各类方法优劣势的同时,点明了多类方法协同、外部数据辅助及实际应用驱动等方面的重要性。 展开更多

关键词 多模态 高光谱 多光谱 数据融合

下载PDF 职称材料

某机载多光谱相机平台随机振动研究分析

20

作者 王光明 黄旻 +1 位作者 赵益昕 钱路路 《机械研究与应用》 2023年第2期58-60,共3页

该文利用Ansys建立了某机载相机平台的有限元模型,讨论了减振器的仿真分析方法。对系统进行含预应力的模态分析,并在此基础上进行了随机振动分析,得到了结构的固有频率和振型,及随机振动下的应力与加速度功率谱密度,结果表明该结构设计... 该文利用Ansys建立了某机载相机平台的有限元模型,讨论了减振器的仿真分析方法。对系统进行含预应力的模态分析,并在此基础上进行了随机振动分析,得到了结构的固有频率和振型,及随机振动下的应力与加速度功率谱密度,结果表明该结构设计满足机载环境设计要求。该仿真分析对带减振器的机载结构形式的设计有重要意义。 展开更多

关键词 机载设备 减振器 模态分析 随机振动 仿真分析

下载PDF 职称材料