大视场多光谱复眼相机的成像系统设计
发布时间：2021-11-26 12:36
由于复眼成像系统在结构上具有大视场、小体积、重量轻等优点,因此对复眼的研究得到了国内外研究学者的广泛关注,是未来光学成像发展的主要方向之一,且在高空探测、目标识别、测速定位等新领域有着巨大的应用前景。本文提出的新型多光谱复眼成像系统模仿自然界中昆虫的复眼结构特点,采用曲面排布的多谱段孔径对目标点进行成像,再利用光学变换子系统将曲面一次像面变换到平面并利用探测器进行图像接收,最后再对采集到的多光谱阵列图像进行处理和重构,从而实现对大视场上物体的多光谱成像。本文对多光谱大视场型的复眼成像系统的原理与实现方法进行了分析与讨论,建立了成像数学模型并进行了初步光学系统设计,为后续多光谱成像原型系统的研制提供了理论指导。本文主要研究工作如下:1.分析了现有多光谱相机的优缺点,介绍了仿生复眼相机的发展趋势,针对现有多光谱相机的小视场、实时性差等缺点,提出了发展新型多光谱成像系统,即结合复眼结构的优势设计了一款轻小型化的多光谱成像系统。针对提出的成像方案,推导并且建立了曲面型排布的微透镜阵列光学成像的模型、微透镜阵列式大视场相机的光场理论、建立了复眼实现多光谱成像的理论模型,提出了多光谱成像的孔径交叉...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所)陕西省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
CASI的小型化机载成像光谱仪Fig1.1MiniaturizedairborneimagingspectrometerofCASI
邓肯技术公司(Duncan Technologies， CCD 数字相机[14]，采用棱镜分光的技光光学通道的光线，可分为三种不同-560nm ，红光 640-680nm ，CCD 像元过后期的配准，得到图像的清晰度高于；其次，丹麦著名的 JAI 公司在 201业相机，像素分辨率可达到 1296×96分光的分光技术得到多光谱图像含有束分离型的多光谱相机的研究的成果也了中国第一台成像光谱仪（PHI），并且实现了 0.4 m-0.84 m的谱段范围，
图 1.3 多光谱相机的系统结构原理ig.1.3 The principle of the structure with multispectral camer多光谱相机系统光谱相机系统一般采用滤光片元件得到目标的特应用领域的不断发展，采用滤光片阵列或者多片上的谱段信息光谱信息是目前重要的研究领域之一等都采用滤光片作为分光元件。目前使用的滤光或滤光片阵列，应用领域更加广泛[19]。(Xybion Electronics Corporation) 在八十年代初推谱相机[20]。该相机采用一个具有六个滤光片的旋获取六个谱段的多光谱信息；1997 日本研制出了，主要应用在散射光测量以及大气气溶胶测量的试
【参考文献】：
期刊论文
[1]应用光学自由曲面的曲面结构大视场仿生复眼系统[J]. 庞阔,宋乐,房丰洲. 光电子·激光. 2018(01)
[2]基于LCTF的多光谱成像系统辐射定标[J]. 张文君,张智文,陈生奇,侯绿. 光学与光电技术. 2016(04)
[3]微镜头阵列球面排布方法研究[J]. 庞武斌,黄玮,王新华,贾树强. 光学学报. 2015(05)
[4]昆虫复眼的仿生学应用[J]. 金菲,颜忠诚. 生物学通报. 2014(06)
[5]无人机载多光谱相机设计[J]. 李江南. 舰船电子工程. 2013(04)
[6]阵列相机多光谱图像采集技术[J]. 孙振,冉鑫,应士君. 计算机与现代化. 2012(04)
[7]宽视场成像光谱仪前置远心离轴三反光学系统设计[J]. 刘晓梅,向阳. 光学学报. 2011(06)
[8]基于光谱成像的目标识别技术综述[J]. 操乐林,武春风,侯晴宇,张伟. 光学技术. 2010(01)
[9]一种机载多光谱相机的光学系统设计[J]. 孙鑫,白加光,王忠厚,白清兰,黄旻. 光子学报. 2009(12)
[10]星载高分辨率超光谱成像仪分光方式的选择[J]. 汪逸群,颜昌翔,苗春安. 中国光学与应用光学. 2009(04)
博士论文
[1]用于目标三维探测的复眼系统设计研究[D]. 马孟超.中国科学技术大学 2014
[2]大视场光纤成像光谱仪光学系统研究[D]. 程欣.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2012
硕士论文
[1]基于微透镜阵列的光场成像3D技术研究[D]. 于荣.电子科技大学 2018
[2]小型化多光谱相机系统的设计[D]. 邢天祥.长春理工大学 2016
[3]基于微透镜阵列的光场光谱显微成像系统研究[D]. 夏银香.苏州大学 2016
[4]多孔径超薄相机开发的关键技术研究[D]. 陈文虎.天津大学 2014
[5]仿生复眼的光学设计与模拟仿真[D]. 邹成刚.天津大学 2013
[6]星载多光谱相机光学系统设计[D]. 张丹枫.长春理工大学 2012
[7]基于LCTF的成像光谱仪定标与测试系统研究[D]. 段利华.华中科技大学 2011
本文编号：3520158
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所)陕西省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
CASI的小型化机载成像光谱仪Fig1.1MiniaturizedairborneimagingspectrometerofCASI
邓肯技术公司(Duncan Technologies， CCD 数字相机[14]，采用棱镜分光的技光光学通道的光线，可分为三种不同-560nm ，红光 640-680nm ，CCD 像元过后期的配准，得到图像的清晰度高于；其次，丹麦著名的 JAI 公司在 201业相机，像素分辨率可达到 1296×96分光的分光技术得到多光谱图像含有束分离型的多光谱相机的研究的成果也了中国第一台成像光谱仪（PHI），并且实现了 0.4 m-0.84 m的谱段范围，
图 1.3 多光谱相机的系统结构原理ig.1.3 The principle of the structure with multispectral camer多光谱相机系统光谱相机系统一般采用滤光片元件得到目标的特应用领域的不断发展，采用滤光片阵列或者多片上的谱段信息光谱信息是目前重要的研究领域之一等都采用滤光片作为分光元件。目前使用的滤光或滤光片阵列，应用领域更加广泛[19]。(Xybion Electronics Corporation) 在八十年代初推谱相机[20]。该相机采用一个具有六个滤光片的旋获取六个谱段的多光谱信息；1997 日本研制出了，主要应用在散射光测量以及大气气溶胶测量的试
【参考文献】：
期刊论文
[1]应用光学自由曲面的曲面结构大视场仿生复眼系统[J]. 庞阔,宋乐,房丰洲. 光电子·激光. 2018(01)
[2]基于LCTF的多光谱成像系统辐射定标[J]. 张文君,张智文,陈生奇,侯绿. 光学与光电技术. 2016(04)
[3]微镜头阵列球面排布方法研究[J]. 庞武斌,黄玮,王新华,贾树强. 光学学报. 2015(05)
[4]昆虫复眼的仿生学应用[J]. 金菲,颜忠诚. 生物学通报. 2014(06)
[5]无人机载多光谱相机设计[J]. 李江南. 舰船电子工程. 2013(04)
[6]阵列相机多光谱图像采集技术[J]. 孙振,冉鑫,应士君. 计算机与现代化. 2012(04)
[7]宽视场成像光谱仪前置远心离轴三反光学系统设计[J]. 刘晓梅,向阳. 光学学报. 2011(06)
[8]基于光谱成像的目标识别技术综述[J]. 操乐林,武春风,侯晴宇,张伟. 光学技术. 2010(01)
[9]一种机载多光谱相机的光学系统设计[J]. 孙鑫,白加光,王忠厚,白清兰,黄旻. 光子学报. 2009(12)
[10]星载高分辨率超光谱成像仪分光方式的选择[J]. 汪逸群,颜昌翔,苗春安. 中国光学与应用光学. 2009(04)
博士论文
[1]用于目标三维探测的复眼系统设计研究[D]. 马孟超.中国科学技术大学 2014
[2]大视场光纤成像光谱仪光学系统研究[D]. 程欣.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2012
硕士论文
[1]基于微透镜阵列的光场成像3D技术研究[D]. 于荣.电子科技大学 2018
[2]小型化多光谱相机系统的设计[D]. 邢天祥.长春理工大学 2016
[3]基于微透镜阵列的光场光谱显微成像系统研究[D]. 夏银香.苏州大学 2016
[4]多孔径超薄相机开发的关键技术研究[D]. 陈文虎.天津大学 2014
[5]仿生复眼的光学设计与模拟仿真[D]. 邹成刚.天津大学 2013
[6]星载多光谱相机光学系统设计[D]. 张丹枫.长春理工大学 2012
[7]基于LCTF的成像光谱仪定标与测试系统研究[D]. 段利华.华中科技大学 2011
本文编号：3520158
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