本發(fā)明涉及一種紅外紫外多譜段復(fù)合成像系統(tǒng)，屬于航天光學(xué)遙感探測領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

1、在航天光學(xué)遙感領(lǐng)域，為實現(xiàn)對目標(biāo)的有效探測，需要獲取目標(biāo)的多譜段特性數(shù)據(jù)。高溫高速運動目標(biāo)具備紅外和紫外輻射特性，目前相關(guān)目標(biāo)探測主要采用紅外和紫外獨立探測模式，且以紅外為主，且譜段少。因此獲取目標(biāo)特性較為單一，容易產(chǎn)生偽目標(biāo)。采用紅外及紫外多譜段復(fù)合探測，能夠同時獲取目標(biāo)多譜段信息，提升目標(biāo)探測、分類和識別能力，以及去除偽目標(biāo)的能力。發(fā)明專利“cn107121607a一種基于紫外和紅外圖像的電力系統(tǒng)故障檢測系統(tǒng)及方法”，主要用于電力系統(tǒng)檢測領(lǐng)域，探測目標(biāo)主要為靜態(tài)目標(biāo)，紅外和紫外通道均為單譜段探測。發(fā)明專利“cn108317903a一種固體紫外、紅外復(fù)合導(dǎo)彈預(yù)警裝置”主要描述了裝置機械結(jié)構(gòu)部分內(nèi)容，對成像系統(tǒng)設(shè)計無詳細描述。為了增強高溫高速運動目標(biāo)探測的能力，增強去除偽目標(biāo)的能力，需要設(shè)計一種多譜段復(fù)合成像的系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的技術(shù)解決問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種紅外紫外多譜段復(fù)合成像系統(tǒng)，利用雙鏡頭、四探測器實現(xiàn)多紅外和紫外的多譜段復(fù)合探測，提升系統(tǒng)對目標(biāo)的探測、分類和識別能力。

2、本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

3、一種紅外紫外多譜段復(fù)合成像系統(tǒng)，包括：紅外成像通道、紫外成像通道、電子學(xué)設(shè)備以及二維轉(zhuǎn)臺；

4、紅外成像通道和紫外成像通道以光軸平行方式安裝在二維轉(zhuǎn)臺上，電子學(xué)設(shè)備分布安裝在兩個成像通道周圍；

5、紅外成像通道采用一個紅外主光學(xué)系統(tǒng)，結(jié)合分色片并設(shè)置短波和中波兩片紅外探測器，實現(xiàn)短波和中波面陣探測；

6、紫外成像通道采用一個紫外主光學(xué)系統(tǒng)，利用分色片并設(shè)置日盲紫外和中波紫外兩片紫外探測器實現(xiàn)日盲紫外和中波紫外面陣探測；

7、目標(biāo)產(chǎn)生的輻射同時進入紅外和紫外成像通道，通過紅外和紫外探測器同時成像獲取目標(biāo)四譜段圖像數(shù)據(jù)，經(jīng)紅外和紫外探測器轉(zhuǎn)化為電信號后輸出給電子學(xué)設(shè)備形成數(shù)字圖像；二維轉(zhuǎn)臺實現(xiàn)對運動目標(biāo)的連續(xù)跟蹤探測。

8、進一步的，紅外通道包括紅外主光學(xué)系統(tǒng)、分色鏡、短波紅外濾光裝置、中波紅外濾光裝置、短波探測器、中波探測器；

9、紅外主光學(xué)系統(tǒng)采用透射式低溫光學(xué)系統(tǒng)，包括遮光罩、定標(biāo)裝置、光學(xué)鏡頭；

10、光線經(jīng)遮光罩后進入相機光學(xué)鏡頭實現(xiàn)光線匯聚，再經(jīng)過分色鏡實現(xiàn)短波譜段通道和中波譜段通道獨立輸出；再分別輸入至短波紅外濾光裝置和中波紅外濾光裝置中，實現(xiàn)譜段進一步細分，最后經(jīng)過譜段細分后的光線分別進入短波探測器和中波探測器，生成數(shù)字圖像；定標(biāo)裝置實現(xiàn)紅外通道輻射定標(biāo)。

11、進一步的，還包括鏡頭制冷機和焦面制冷機，鏡頭制冷機用于給光學(xué)鏡頭控溫，焦面制冷機用于給短波探測器和中波探測器控溫。

12、進一步的，紫外成像通道包括紫外主光學(xué)系統(tǒng)、分色鏡、日盲紫外濾光片、中波紫外濾光片、日盲紫外探測器和中波紫外探測器；

13、紫外主光學(xué)系統(tǒng)采用反射式常溫光學(xué)系統(tǒng)，包括遮光罩和光學(xué)鏡頭；

14、光線經(jīng)遮光罩后進入相機光學(xué)鏡頭實現(xiàn)光線匯聚，再經(jīng)過分色鏡實現(xiàn)日盲紫外譜段和中波紫外譜段光線獨立輸出，再分別輸入至日盲紫外探測器和中波紫外探測器，最后生成數(shù)字圖像。

15、進一步的，電子學(xué)設(shè)備包括紅外視頻電路和紫外視頻電路；用于分別將紅外和紫外探測器輸出的電信號形成數(shù)字圖像。

16、進一步的，所述焦面制冷機采用焦面脈沖管制冷機，短波和中波紅外探測器采用面陣碲鎘汞型，工作在低溫環(huán)境，通過焦面脈沖管制冷機進行降溫。

17、進一步的，短波紅外濾光裝置和中波紅外濾光裝置均采用輪式運動機構(gòu)實現(xiàn)若干譜段的快速切換，實現(xiàn)分時不同譜段的成像，工作在低溫環(huán)境下，譜段切換時間優(yōu)于0.5秒。

18、進一步的，日盲紫外探測器和中波紫外探測器采用cmos型，工作在常溫環(huán)境。

19、進一步的，紅外成像通道和紫外成像通道安裝在二維轉(zhuǎn)臺上實現(xiàn)兩軸自由擺動。

20、進一步的，紅外成像通道和紫外成像通道實現(xiàn)共視場探測。

21、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是：

22、(1)本發(fā)明能夠?qū)崟r獲取同一目標(biāo)短波紅外、中波紅外、日盲紫外和中波紫外共4個譜段的數(shù)據(jù)；

23、(2)本發(fā)明紅外通道設(shè)置雙通道的快速切換濾光裝置，譜段切換時間短，實現(xiàn)紅外多個譜段(比如8譜段)和紫外2譜段的測量，獲取目標(biāo)特性數(shù)據(jù)全面；

24、(3)本發(fā)明采用4譜段實時探測體制，提升了目標(biāo)發(fā)現(xiàn)概率，降低了虛警率，延長了目標(biāo)跟蹤范圍，并且有利于實現(xiàn)目標(biāo)的分類識別。

技術(shù)特征：

1.一種紅外紫外多譜段復(fù)合成像系統(tǒng)，其特征在于包括：紅外成像通道、紫外成像通道、電子學(xué)設(shè)備以及二維轉(zhuǎn)臺；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅外紫外多譜段復(fù)合成像系統(tǒng)，其特征在于：紅外通道包括紅外主光學(xué)系統(tǒng)、分色鏡、短波紅外濾光裝置、中波紅外濾光裝置、短波探測器、中波探測器；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種紅外紫外多譜段復(fù)合成像系統(tǒng)，其特征在于：還包括鏡頭制冷機和焦面制冷機，鏡頭制冷機用于給光學(xué)鏡頭控溫，焦面制冷機用于給短波探測器和中波探測器控溫。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅外紫外多譜段復(fù)合成像系統(tǒng)，其特征在于：紫外成像通道包括紫外主光學(xué)系統(tǒng)、分色鏡、日盲紫外濾光片、中波紫外濾光片、日盲紫外探測器和中波紫外探測器；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅外紫外多譜段復(fù)合成像系統(tǒng)，其特征在于：電子學(xué)設(shè)備包括紅外視頻電路和紫外視頻電路；用于分別將紅外和紫外探測器輸出的電信號形成數(shù)字圖像。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種紅外紫外多譜段復(fù)合成像系統(tǒng)，其特征在于：所述焦面制冷機采用焦面脈沖管制冷機，短波和中波紅外探測器采用面陣碲鎘汞型，工作在低溫環(huán)境，通過焦面脈沖管制冷機進行降溫。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種紅外紫外多譜段復(fù)合成像系統(tǒng)，其特征在于：短波紅外濾光裝置和中波紅外濾光裝置均采用輪式運動機構(gòu)實現(xiàn)若干譜段的快速切換，實現(xiàn)分時不同譜段的成像，工作在低溫環(huán)境下，譜段切換時間優(yōu)于0.5秒。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種紅外紫外多譜段復(fù)合成像系統(tǒng)，其特征在于：日盲紫外探測器和中波紫外探測器采用cmos型，工作在常溫環(huán)境。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅外紫外多譜段復(fù)合成像系統(tǒng)，其特征在于：紅外成像通道和紫外成像通道安裝在二維轉(zhuǎn)臺上實現(xiàn)兩軸自由擺動。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅外紫外多譜段復(fù)合成像系統(tǒng)，其特征在于：紅外成像通道和紫外成像通道實現(xiàn)共視場探測。

技術(shù)總結(jié)
一種紅外紫外多譜段復(fù)合成像系統(tǒng)，包括：紅外成像通道、紫外成像通道、電子學(xué)設(shè)備；兩個通道以光軸平行方式安裝在二維轉(zhuǎn)臺上，電子學(xué)設(shè)備分布安裝在兩個通道周圍；紅外成像通道結(jié)合分色片并設(shè)置短波和中波兩片紅外探測器，實現(xiàn)短波和中波面陣探測；紫外成像通道利用分色片并設(shè)置日盲紫外和中波紫外兩片紫外探測器實現(xiàn)日盲紫外和中波紫外面陣探測；目標(biāo)產(chǎn)生的輻射同時進入紅外和紫外成像通道，通過紅外和紫外探測器同時成像獲取目標(biāo)四譜段圖像數(shù)據(jù)，經(jīng)紅外和紫外探測器轉(zhuǎn)化為電信號后輸出給電子學(xué)設(shè)備形成數(shù)字圖像；二維轉(zhuǎn)臺實現(xiàn)對運動目標(biāo)的連續(xù)跟蹤探測。本發(fā)明實現(xiàn)多紅外和紫外的多譜段復(fù)合探測，提升系統(tǒng)對目標(biāo)的探測、分類和識別能力。

技術(shù)研發(fā)人員：胡海波,曹倩,徐麗娜,房炳秀,張明杰,楊昊霖,晉利兵
受保護的技術(shù)使用者：北京空間機電研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9