【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及同步成像，更具体的说是涉及一种可见光-短波红外同步成像设备和方法。
技术介绍
1、传统的光学成像设备，常利用单目可见光成像技术，该成像方式在光线条件较差的情况下(如夜间或雾天)成像效果差。后来，其它类型的光(如红外线或紫外线)与可见光结合，用于成像，扩展了光学成像时的光谱范围，使设备成像时受所处环境光线强度的影响降低。
2、目前，一些监控成像设备将可见光和近红外波段结合成像，由于近红外波段往往是黑白的，波长较短，无法有效应对雾霾、雨雾等恶劣天气，所以采集的光谱信息成像质量并不十分理想。现有的海事监控设备使用短波红外全波段进行成像，由于光谱分辨率低，所以无法完全发挥短波红外的分辨能力。被广泛应用于工业生产的短波红外波段多光谱成像设备，采集短波红外的多个子波段成像，虽然信息丰富，成像质量不错，但成像时数据冗余多，计算量大，成像时间长，不容易实时性。一些双目成像系统采用将两种相机并排放置进行成像，存在不同步不对齐的问题，对数据处理有巨大考验。还有，wo2018098742a1将可见光与紫外光结合用于恶劣环境下的同步成像，由于紫外线对生物体有辐射，所以其应用范围有限，普适性差。
3、因此，如何改进现有技术中光学成像装置和方法，提高短波红外分辨能力，丰富成像的光谱信息，缩短成像时长，提高成像信噪比，在兼顾成像效率的同时，实现可见光和短波红外的同步成像，适用于多种场景并能应用于恶劣环境下的同步成像是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种可见光-短波红外同步成像设备，包括：电控模块、成像系统底座以及设置在所述成像系统底座上同光轴高度的短波红外相机、可见光相机、滤光片转轮和分束镜；
4、所述分束镜将入射光分为短波红外和可见光两路，并在两路光线上分别设置所述短波红外相机和所述可见光相机；分束镜与两个相机的光轴夹角均为45°，两个相机的光轴夹角为90°；
5、所述短波红外相机和所述可见光相机分别采集可见光成像数据和短波红外成像数据；
6、所述滤光片转轮设置在所述分束镜和所述短波红外相机的镜头之间，用于采集不同宽波段的短波红外成像数据；
7、所述电控模块为所述滤光片转轮、所述短波红外相机和所述可见光相机提供硬触发信号，及时读取可见光和短波红外图像并对采集的图像对进行处理。
8、进一步的，所述电控模块包括供电模组、单片机和soc芯片；
9、所述供电模组将输入的220v的交流电进行降压处理后输出稳定直流电，为单片机、soc芯片、可见光相机、滤光片转轮和短波红外相机供电；
10、所述soc芯片与上位机和所述单片机均是双向通信；
11、所述单片机与所述滤光片转轮、短波红外相机和可见光相机电性连接，用于提供硬触发信号；
12、所述可见光相机和所述短波红外相机的输出端均与所述soc芯片的输入端连接；所述soc芯片对两个相机分别采集的可见光成像数据和短波红外的成像数据进行同步、配准和打包处理，并与上位机通信；上位机响应同步成像的控制指令。
13、进一步的，所述单片机的型号为stm32微处理器，所述soc芯片的型号为rk3588的核心板，所述短波红外相机的型号为avt goldeye-033，所述可见光相机的型号为mv-cs050-60uc，所述滤光片转轮的型号为fli hs-625。
14、进一步的，还包括遮光套筒，所述遮光套筒的一侧连接所述短波红外相机的镜头，另一侧与所述滤光片转轮固定。
15、进一步的，所述遮光套筒包括底板和筒体，所述底板的一面与所述滤光片转轮固定，另一面可拆卸地安装所述筒体；所述短波红外相机的镜头伸入到所述筒体内部。
16、本专利技术自行设计的遮光套筒，方便拆卸，有利于更换遮光套筒组件，保证设备对杂散光的技术效果。
17、另外，短波红外相机和滤光片转轮的相对位置固定后，将筒体锁定在底板上；筒体上有竖向的滑槽，用以适应高度装配的误差调整。筒体的内径比短波红外相机物镜的外径大10丝，允许物镜顺滑调焦和移动。
18、进一步的，还包括：短波红外相机底座、可见光相机底座、分束镜底座和滤光片转轮底座，四者用于实现短波红外相机、可见光相机、分束镜和滤光片转轮的光轴处于同等高度；
19、进一步的，所述成像系统底座上设置三个滑槽，短波红外相机底座、可见光相机底座和所述分束镜底座一一对应安装在三个所述滑槽上，三个滑槽是在“分束镜81与两个相机的光轴夹角均为45°，两个相机的光轴夹角为90°”的前提条件下设置的，目的是：短波红外相机底座、可见光相机底座和所述分束镜底座一一对应安装在三个所述滑槽上，可沿成像系统底座3上相应滑槽进行位置微调，避免同步成像时因为装配误差而影响成像效果，或着克服预标定的同步成像设备，其配准精度会随设备的使用而逐渐降低的不足。
20、进一步的，所述成像系统底座的厚度和重量根据所述滤光片转轮的震动幅度进行适应性设置，以减少滤光片转轮的震动幅度为目的。
21、更进一步的，所述单片机所使用的切换通道数量与所述滤光片转轮的滤片数量一致；每个切换通道对应一个滤片，每个滤片对短波红外的一个波段进行分光；所述滤片的中心波长/半波全宽分别为1040/120nm、1260/160nm和1570/210nm；所述滤片数量为3个，所述单片机的切换通道数量为3个。
22、本专利技术所公开的可见光-短波红外同步成像设备，其有益效果：
23、(1)成像系统底座上短波红外相机、可见光相机、滤光片转轮和分束镜的光轴同等高度；分束镜将入射光分为短波红外和可见光两路，并在两路光线上分别设置所述短波红外相机和所述可见光相机；分束镜与两个相机的光轴夹角均为45°，两个相机的光轴夹角为90°；有利于实现短波红外和可见光的同步成像，以及保证同步成像的质量。
24、(2)利用滤光片转轮选取短波红外的少量宽波段用于分光，能提高短波红外的分辨能力，缩短整体成像的时长，提高成像信噪比，便于提高可见光和短波红外同步成像的实时性。
25、(3)电控模块为滤光片转轮、短波红外相机和可见光相机提供硬触发信号，及时读取可见光和短波红外图像并对采集的图像进行处理，该电控方案在控制成像数据采集上操作便捷，能有效控制两个相机同步采集的可见光和短波红外的成像数据对，并对抓取的成像数据对及时同步对齐并配准处理，提高可见光-短波红外同步成像效率和质量。
26、(4)整个可见光-短波红外同步成像设备结构设计小巧，便于移动或携带，且操作简便，能够适应于遥感探测、工业检测、监控监测等多种应用场景中，且在一些恶劣环境下(如夜间或雾天等)也能同步成像。
27、(5)将可见光技术与本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可见光-短波红外同步成像设备，其特征在于，包括：电控模块、成像系统底座以及设置在所述成像系统底座上同光轴高度的短波红外相机、可见光相机、滤光片转轮和分束镜；
2.根据权利要求1所述的可见光-短波红外同步成像设备，其特征在于，所述电控模块包括供电模组、单片机和soc芯片；
3.根据权利要求2所述的可见光-短波红外同步成像设备，其特征在于，所述单片机的型号为STM32微处理器，所述soc芯片的型号为RK3588的核心板，所述短波红外相机的型号为AVT Goldeye-033，所述可见光相机的型号为MV-CS050-60UC，所述滤光片转轮的型号为FLI HS-625。
4.根据权利要求1所述的可见光-短波红外同步成像设备，其特征在于，还包括遮光套筒，所述遮光套筒的一侧连接所述短波红外相机的镜头，另一侧与所述滤光片转轮固定。
5.根据权利要求4所述的可见光-短波红外同步成像设备，其特征在于，所述遮光套筒包括底板和筒体，所述底板的一面与所述滤光片转轮固定，另一面可拆卸地安装所述筒体；所述短波红外相机的镜头伸入到所述筒体内部。
...【技术特征摘要】
1.一种可见光-短波红外同步成像设备，其特征在于，包括：电控模块、成像系统底座以及设置在所述成像系统底座上同光轴高度的短波红外相机、可见光相机、滤光片转轮和分束镜；
2.根据权利要求1所述的可见光-短波红外同步成像设备，其特征在于，所述电控模块包括供电模组、单片机和soc芯片；
3.根据权利要求2所述的可见光-短波红外同步成像设备，其特征在于，所述单片机的型号为stm32微处理器，所述soc芯片的型号为rk3588的核心板，所述短波红外相机的型号为avt goldeye-033，所述可见光相机的型号为mv-cs050-60uc，所述滤光片转轮的型号为fli hs-625。
4.根据权利要求1所述的可见光-短波红外同步成像设备，其特征在于，还包括遮光套筒，所述遮光套筒的一侧连接所述短波红外相机的镜头，另一侧与所述滤光片转轮固定。
5.根据权利要求4所述的可见光-短波红外同步成像设备，其特征在于，所述遮光套筒包括底板和筒体，所述底板的一面与所述滤光片转轮固定，另一面可拆卸地安装所述筒体；所述短波红外相机的镜头伸入到所述筒体内部。
6.根据权利要求1所述的可见光-短波红外同步成像设备，其特征在于，还包...
【专利技术属性】
技术研发人员：俞贝楠，吴铮波，张靖波，谢东，范益群，
申请(专利权)人：浙江蓝影智能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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