多光譜相機的原理

產(chǎn)品型號： Airphen

所屬分類：多光譜相機

更新時間：2018-06-21

簡要描述：多光譜相機的原理，多光譜相機的分光技術(shù)會直接影響這整個光譜成像儀的性能，因為多光譜成像技術(shù)是對各個譜段進(jìn)行成像分析，終將這些圖像數(shù)據(jù)結(jié)合在一起，這就要求能將光線進(jìn)行分光的器件，無論采用哪種分光模式都必須滿足配準(zhǔn)的需求。

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多光譜相機的原理

    多光譜相機的分光技術(shù)會直接影響這整個光譜成像儀的性能，因為多光譜成像技術(shù)是對各個譜段進(jìn)行成像分析，終將這些圖像數(shù)據(jù)結(jié)合在一起，這就要求能將光線進(jìn)行分光的器件，無論采用哪種分光模式都必須滿足配準(zhǔn)的需求。
    棱鏡分光和光柵分光，早出現(xiàn)的是棱鏡分光和光柵分光，其入射狹縫位于準(zhǔn)直系統(tǒng)的前焦面上，入射光經(jīng)準(zhǔn)直系統(tǒng)準(zhǔn)直后，經(jīng)棱鏡由成像系統(tǒng)將狹縫按波長成像在焦平面探測器上。相對來說技術(shù)比較成熟，應(yīng)用也比較廣泛。
    濾光片分光，這是一種色散原件，它利用聲光衍射原理，由聲光介質(zhì)，換能器陣列和聲終端三部分組成，通過聲光相互作用，改變射頻信號頻率，來實現(xiàn)衍射光波長范圍的光譜掃描。
    干澀分光，由于色散型光譜成像儀的光譜分辨率與入射狹縫的寬度成反比，因此要獲取更高的光譜分辨率，就需要不斷減少狹縫的寬度，導(dǎo)致探測靈敏度降低。隨著光譜成像儀的技術(shù)指標(biāo)越來越高，所能滿足的需求也越來越多。其主要分光技術(shù)是邁克爾遜干涉法、三角共路干澀法、雙折射干涉法。

多光譜相機的構(gòu)成

    由紅外光學(xué)系統(tǒng)，濾光片輪，紅外探測器，多光譜信號處理器，紅外輻射經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)聚集和濾光片輪分光后在紅外探測器上成像。通過濾光片輪的轉(zhuǎn)動，紅外探測器可以依次獲取光譜通道的紅外圖像，再經(jīng)多光譜信號處理器處理后就可得到紅外多光譜圖像。多光譜成像技術(shù)自從面世以來,便被應(yīng)用于空間遙感領(lǐng)域。而隨著搭載平臺的小型化和野外應(yīng)用的需求,光譜成像儀在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、軍事、醫(yī)藥、科研等領(lǐng)域的需求也越來越大。而在此之前成像技術(shù)并沒有那么高，只能對特定的單一的譜段進(jìn)行成像。雖然分辨率高但是數(shù)據(jù)量大難以進(jìn)行分析、存儲、檢索，而多光譜成像是將所有的信息結(jié)合在一起，這不僅僅是二維空間信息，同時也把光譜的輻射信息也包含在內(nèi)，從而在更寬的譜段范圍內(nèi)成像。

多光譜相機原理的譜段范圍

    人眼所能能識別的光譜區(qū)間為可見光區(qū)間，波長從400nm到700nm；普通數(shù)碼相機的光譜響應(yīng)區(qū)間與人眼識別的光譜區(qū)間相同，包含藍(lán)、綠、紅、三個波段；而多光譜相機的工作譜段范圍在其基礎(chǔ)上，可以分可見光、近紅外光、紫外光等每臺多光譜相機的分辨率不同，所應(yīng)用的領(lǐng)域也不同。

多光譜相機的主要特點

    6同步快門傳感器
    1280 x 960像素 (.tiff，12 bit)
    2幀/秒，12 bit 
    可配置波段 (450-950nm)
    視角可配 (25°~60°)
    使用不同傳感器進(jìn)行同步 (TIR,RGB)
    SD卡存儲
    內(nèi)置或外置GPS
    人體工程學(xué)無線界面 
    低能耗 (7w/h) 高通量智能多光譜相機
    輕便 (200g)
    緊湊、容易集成

多光譜相機在氣象觀測方面的作用

    隨著科技的進(jìn)步，人們對實時、準(zhǔn)確的氣象預(yù)測的需求變的越來越高、氣象預(yù)測zui主要的工作就是對大氣、云層等進(jìn)行實時觀測，而多光譜相機的技術(shù)原理可以根據(jù)物體反射率的差異，實時跟蹤天氣變化，監(jiān)測地地表溫度等，從而繪制出所需要的氣象云圖

多光譜相機在農(nóng)林資源方面的作用

    在同一片土地中的作物生長狀況會有所不同，目前應(yīng)用廣泛的作物測量是基于可見光與紅外光的反射比，理論上來說，測量作物中的含氮量就可以檢測作物的生長狀況，人們對作物含氮量和生長狀況的關(guān)系做了大量研究，例如，近紅外光譜到綠光光譜的反射率指標(biāo)可以反映出水稻中的氮含量、基于上述理論，人們研制出很多相關(guān)設(shè)備。