可变角度机载高光谱成像系统研究

发布时间：2017-10-19 02:00

  本文关键词：可变角度机载高光谱成像系统研究

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【摘要】：因能获取地物目标的多维信息,多角度高光谱成像系统在森林探测方面展现出了巨大的应用优势。传统的多角度高光谱成像系统是利用多台高光谱成像仪按不同角度安装固定的方式来设计实现的,这种设计方案使得多角度高光谱成像系统不仅结构复杂、体积大,而且系统的成本非常高;同时还存在探测角度无法改变的问题。采用可变角度探测来获取多角度高光谱数据是一种行之有效的方法。本课题以获取高质量的多角度高光谱图像为目标,提出一种基于成像系统探测角度变化来实现对地物目标多角度图像数据获取的方案。首先从理论上分析高光谱成像光谱仪的工作原理,为研制高光谱成像子系统奠定理论基础;在航拍的过程中改变探测角需要以高精度的视轴指向为前提,基于航空遥感的特点提出一种角度复合稳定控制的技术方案,详细论证该技术方案的原理与可行性,为系统探测角度可变功能的实现提供理论依据。然后从系统实现的角度确立了设计指标。详细论述高光谱成像子系统、角度复合稳定控制子系统、飞行姿态监测子系统的设计实现。最后对研制出来的可变角度机载高光谱成像系统样机加以功能验证和测试。通过实验室手段测量成像系统的总视场角、瞬时视场角、系统控制误差、系统成像效果来验证系统是否达到设计指标;通过实验室的光谱标定和辐射标确定高光谱成像系统探测器的响应与实际输入之间的关系;通过实验室模模拟外场环境实验验证复合控制下系统角度指向精度是否达到设计指标。
【关键词】：高光谱 探测角度可变 角度复合稳定 视轴指向
【学位授予单位】：中国科学院研究生院(上海技术物理研究所)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V243.5
【目录】：

• 致谢3-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 课题研究背景及意义10-11
• 1.2 多角度探测系统的国内外发展状况11-15
• 1.2.1 非多角度传感器模式的多角度探测系统11-13
• 1.2.2 多角度传感器模式的多角度探测系统13-15
• 1.3 多角度高光谱成像系统的发展状况15-17
• 1.4 本文研究内容及章节安排17-20
• 第二章 可变角度机载高光谱系统的工作原理与关键技术20-34
• 2.1 高光谱成像仪的基本原理20-26
• 2.1.1 系统成像方式21-24
• 2.1.2 分光系统24-26
• 2.2 伺服系统简介26-29
• 2.3 角度复合控制的基本原理及其关键技术29-31
• 2.3.1 角度复合稳像控制的必要性29-30
• 2.3.2 角度复合稳像控制的原理及关键技术30-31
• 2.4 本章小结31-34
• 第三章 可变角度机载高光谱成像系统的设计与实现34-62
• 3.1 系统整体设计34-35
• 3.1.1 系统技术指标34-35
• 3.1.2 系统总体设计35
• 3.2 高光谱成像子系统35-48
• 3.2.1 高光谱成像子系统的硬件设计36-41
• 3.2.2 高光谱成像子系统的软件设计41-42
• 3.2.3 高光谱成像光谱仪的光谱标定和辐射标定42-48
• 3.3 角度复合稳定控制子系统48-60
• 3.3.1 角度复合控制的硬件实现49-55
• 3.3.2 角度复合控制的软件实现55-60
• 3.4 飞行姿态监测单元60-61
• 3.5 本章小结61-62
• 第四章 系统功能测试与验证62-74
• 4.1 高光谱成像仪功能验证62-67
• 4.1.1 高光谱成像仪成像测试62-64
• 4.1.2 视场角测量64-65
• 4.1.3 瞬时视场角测量65
• 4.1.4 高光成像仪的外场验证测试65-67
• 4.2 电机三环PID参数整定测试67-68
• 4.3 实验室模拟外场飞行实验68-72
• 4.4 本章小结72-74
• 第五章 总结与展望74-77
• 5.1 本文的主要研究内容与创新74-75
• 5.2 不足与展望75-77
• 参考文献77-80
• 作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果80-81
• 附录81

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

1 李津;;PID控制器的控制规律及参数整定[J];科技资讯;2012年22期

2 王立朋;;成像光谱仪辐射定标概览[J];光机电信息;2011年12期

3 邹卓阳;杨武年;陈颖;;高光谱遥感技术在植被信息提取中的应用[J];测绘;2010年02期

4 汪逸群;颜昌翔;苗春安;;星载高分辨率超光谱成像仪分光方式的选择[J];中国光学与应用光学;2009年04期

5 黄e，

本文编号：1058392