【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高光谱成像，尤其是一种用于航拍的高光谱成像方法。
技术介绍
1、高光谱成像仪从硬件上结合了高光谱成像仪和光谱仪，能够同时获得物体的照片以及内部光谱信息。所述照片是指物体表面的图像信息，属于可见光频率范围，所述内部光谱是指物体内部的发出的光谱，其波长通常大于可见光，例如红外等。高光谱成像仪能够同时支持至少上百的波段数量，相比传统的多光谱成像仪其支持的波段数量显著增加，能同时获得物体更多波段上的光谱信息。
2、目前，有高光谱成像仪被用于飞行器航拍，以获得地面植被以及土壤矿石水质等光谱信息，由于飞行器距离地面很高，因此对于光谱成像的分辨率要求很高。由于高光谱成像仪需要支持的波段数量很多，单个高光谱成像仪由于进入的各种光谱总量一定，分发到各个波段上的光谱强度有限，各个波段上的成像分辨率必然有限，不适合要求高分辨率的情况。而如果有多个高光谱成像仪，由于多个高光谱成像仪之间存在视差，很难保证其成像与地面上的各个点是匹配的，也即很难保证各个高光谱成像仪之间数据的有效融合以与地面上的各个点相匹配。
技术实现思路
1、本专利技术主要解决的问题是，用于飞行器的高光谱成像方法涉及多个高光谱成像仪时，如何保证其成像与地面上的各个点是匹配的。
2、一种用于航拍的高光谱成像方法，其特征为，包括如下步骤：
3、a. 将m个高光谱成像仪排成一列并安装在飞行器下，其中m≥2，所述各高光谱成像仪分别负责对不同的波段成像；
4、b. 所述m个高光谱成像仪所在
5、具体而言，设相邻各个高光谱成像仪之间的距离为s，所述高光谱成像仪拍摄的视场角为α，所述飞行器与地面之间的距离为h，则所述m个高光谱成像仪拍摄地面区域的总偏移量是所述m个高光谱成像仪之间的距离之和占拍摄地面区域宽度的比例，即为（m-1）s/[2h*tam(α/2)]，用百分比表示为{50（m-1）s/[h*tam(α/2)]}%；航拍成像后，删除各高光谱成像仪拍摄的图像上的所述总偏移量，剩下各图像均相交叉的部分，其对应的即是同一片地面区域。
6、有益效果是，航拍成像后，删除各高光谱成像仪拍摄的图像上的所述总偏移量，剩下各图像均相交叉的部分，其对应的即是同一片地面区域，保证m个高光谱成像仪拍摄的是同一片地面区域，保证了其成像与地面上的各个点是匹配的，也即保证了各个高光谱成像仪之间数据的有效融合。所述m个高光谱成像仪，例如，具备2个高光谱成像仪，其中一列负责拍摄400-1000nm波长范围内的各个波段，另一列负责拍摄1000-1700nm波长范围内的各个波段，拍摄完成后将两者融合再与地面上的点相匹配，也即，地面上各点均需要所述2个高光谱成像仪的拍摄数据（各点均需要400-1700nm波长范围内的拍摄数据），将之叠加再与地面上的点相对应即可，同时，显然，在高光谱成像仪其它参数不变的前提下，具备2个高光谱成像仪相比1个高光谱成像仪成像分辨率翻倍。按照百度百科的定义，飞行器是在大气层内或大气层外空间（太空）飞行的器械，本专利技术所述飞行器包括两类：航空器、航天器，其中，在大气层内飞行的称为航空器，如气球、飞艇、飞机（包括无人机）等；在太空飞行的称为航天器，如人造地球卫星、载人飞船、空间探测器、航天飞机等。本专利技术由于高光谱成像仪的数量很多，综合成像分辨率显著提高，同时，其更适用中空、甚至高空航拍，以快速、高分辨率完成大范围地面的拍摄。
7、步骤b中，具体操作而言，所述m个高光谱成像仪从左到右依次称为第1、第2、…第m-1、第m个高光谱成像仪，其拍摄后成像的图像依次称为第1、第2…第m个图像，其中，第1个图像删除其左边的所述总偏移量，第2个图像删除其左边的偏移量{50（m-2）s/[h*tam(α/2)]}%，同时删除其右边的偏移量{50*s/[h*tam(α/2)]}%，…第m-1个图像删除其左边的偏移量{50*s/[h*tam(α/2)]}%，同时删除其右边的偏移量{50（m-2）s/[h*tam(α/2)]}%，第m个图像删除其右边的所述总偏移量，总之，每列图像删除的总偏移量相同，只是根据其左右位置各删除相应偏移量。
8、还包括水平倾角传感器，所述水平倾角传感器为单轴传感器，其轴向垂直于飞行器航向，测量飞行器航行的左右倾斜角度；在拍摄成像期间内，如果所述水平倾角传感器测得的角度偏离水平角，则所述拍摄数据作废。
9、有益效果是，当所述水平倾角传感器测得的角度偏离水平角，由于m个高光谱成像仪的视角发生了变化，拍摄交叉地面区域时各自的变形不同，不管如何调整总偏移量，两个图像都不能有效交叉，因此，此次拍摄必须作废，保持飞行器直线恒速航行再继续拍摄。显然，航行时是允许一定的俯仰角的（例如拍摄山体时），因为各高光谱成像仪的俯仰角相同，拍摄交叉地面区域时各自的变形相同，只需同样删除宽度（左右）方向的部分，是可以同样如此计算的。
10、当航向有一定的俯仰角度时，所述飞行器与地面之间的距离是指飞行器与地面中心的倾斜距离。
11、有益效果是，所述飞行器与地面之间的距离并非一定是指竖直高度，当航向有一定的俯仰角度时，是指飞行器与地面中心的倾斜距离（俯仰造成的倾斜）。
12、还包括如下步骤：
13、c. 具备n列所述m个高光谱成像仪，所述n≥2，也即总共n*m个高光谱成像仪组成矩阵并安装在飞行器下，所述n列高光谱成像仪之间相互平行，所述n列高光谱成像仪之间的距离是一定的，每次航拍时，控制所述n列高光谱成像仪的拍摄时间，按照一定的时间间隔从前到后先后拍摄，保证各列高光谱成像仪拍摄的是同一片地面区域，其中，所述时间间隔根据所述n列高光谱成像仪之间的距离和当时航速共同确定，所述航速由飞行器提供；
14、具体而言，各高光谱成像仪从前到后依次称为第1、第2、…第n列高光谱成像仪，设第n列高光谱成像仪与第1列高光谱成像仪之间的距离为dn，所述时间间隔内航速为v，则第n列高光谱成像仪与第1列高光谱成像仪之间的拍摄时间间隔是dn/v；航拍时，经过所述时间间隔后，所述第n列高光谱成像仪移动到第1列高光谱成像仪位置，保证第n列高光谱成像仪和第1列高光谱成像仪拍摄的是同一片地面区域；
15、d. 删除各列高光谱成像仪拍摄后图像的所述总偏移量后，将所有图像进行融合，则保证所有高光谱成像仪拍摄的均是同一片地面区域。
16、有益效果是，每次航拍时，控制所述n列高光谱成像仪的拍摄时间，按照一定的时间间隔从前到后先后拍摄，后方高光谱成像仪刚好移动到前方高光谱成像仪位置，保证后方高光谱成像仪和前方高光谱成像仪拍摄的是同一片的地面区域，保证了其成像与本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于航拍的高光谱成像方法，其特征为，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种用于航拍的高光谱成像方法，其特征为，步骤b中，具体操作而言，所述m个高光谱成像仪从左到右依次称为第1、第2、…第m-1、第m个高光谱成像仪，其拍摄后成像的图像依次称为第1、第2…第m个图像，其中，第1个图像删除其左边的所述总偏移量，第2个图像删除其左边的偏移量{50（m-2）s/[h*tam(α/2)]}%，同时删除其右边的偏移量{50*s/[h*tam(α/2)]}%，…第m-1个图像删除其左边的偏移量{50*s/[h*tam(α/2)]}%，同时删除其右边的偏移量{50（m-2）s/[h*tam(α/2)]}%，第m个图像删除其右边的所述总偏移量，总之，每列图像删除的总偏移量相同，只是根据其左右位置各删除相应偏移量。
3.根据权利要求1所述的一种用于航拍的高光谱成像方法，其特征为，还包括水平倾角传感器，所述水平倾角传感器为单轴传感器，其轴向垂直于飞行器航向，测量飞行器航行的左右倾斜角度；在拍摄成像期间内，如果所述水平倾角传感器测得的角度偏离水平角，则所述拍摄数据作废
4.根据权利要求1所述的一种用于航拍的高光谱成像方法，其特征为，当航向有一定的俯仰角度时，所述飞行器与地面之间的距离是指飞行器与地面中心的倾斜距离。
5.根据权利要求1所述的一种用于航拍的高光谱成像方法，其特征为，还包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种用于航拍的高光谱成像方法，其特征为，所述飞行器控制所述n列高光谱成像仪的拍摄时间。
7.根据权利要求5所述的一种用于航拍的高光谱成像方法，其特征为，在各个高光谱成像仪的拍摄期间，所述航速是保持一定的；如果所述航速发生变化，则此次拍摄作废。
8.根据权利要求5所述的一种用于航拍的高光谱成像方法，其特征为，所述各个高光谱成像仪拍摄的均是照片，并且其曝光时间、视场角均相同。
9.根据权利要求1所述的一种用于航拍的高光谱成像方法，其特征为，还包括水平倾角传感器，所述飞行器水平放置时，所述水平倾角传感器水平安装在所述飞行器下，所述水平倾角传感器为双轴传感器，其一轴平行于飞行器航向，测量飞行器航行的俯仰角度，另一轴垂直于飞行器航向，测量飞行器航行的左右倾斜角度；在所述时间间隔内，如果所述双轴传感器测得的任何一个角度发生变化，则所述拍摄数据作废。
10.根据权利要求1或5所述的一种用于航拍的高光谱成像方法，其特征为，所述各个高光谱成像仪均固定安装在飞行器之下，其拍摄方向相互平行，且朝向飞行器下方；飞行器航行时，所述各个高光谱成像仪的朝向保持与航向相互垂直；所述高光谱成像仪之间的距离是指高光谱成像仪视轴之间的水平距离。
...【技术特征摘要】
1.一种用于航拍的高光谱成像方法，其特征为，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种用于航拍的高光谱成像方法，其特征为，步骤b中，具体操作而言，所述m个高光谱成像仪从左到右依次称为第1、第2、…第m-1、第m个高光谱成像仪，其拍摄后成像的图像依次称为第1、第2…第m个图像，其中，第1个图像删除其左边的所述总偏移量，第2个图像删除其左边的偏移量{50（m-2）s/[h*tam(α/2)]}%，同时删除其右边的偏移量{50*s/[h*tam(α/2)]}%，…第m-1个图像删除其左边的偏移量{50*s/[h*tam(α/2)]}%，同时删除其右边的偏移量{50（m-2）s/[h*tam(α/2)]}%，第m个图像删除其右边的所述总偏移量，总之，每列图像删除的总偏移量相同，只是根据其左右位置各删除相应偏移量。
3.根据权利要求1所述的一种用于航拍的高光谱成像方法，其特征为，还包括水平倾角传感器，所述水平倾角传感器为单轴传感器，其轴向垂直于飞行器航向，测量飞行器航行的左右倾斜角度；在拍摄成像期间内，如果所述水平倾角传感器测得的角度偏离水平角，则所述拍摄数据作废。
4.根据权利要求1所述的一种用于航拍的高光谱成像方法，其特征为，当航向有一定的俯仰角度时，所述飞行器与地面之间的距离是指飞行器与地面中心的倾斜距离。
5.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨文涛，陈铁桥，李思远，刘佳，李乐林，陈优良，朱战军，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：发明
国别省市：
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