Hiperspektral kamera, görüntüleme teknolojisini spektral algılama teknolojisiyle birleştirebilir. Hedefin uzamsal özelliklerini görüntülerken, sürekli spektral kapsama sağlamak için her uzamsal piksel için çoklu dar bantlar oluşturabilir ve farklı spektral bilgiler nesnelerin içini tam olarak yansıtabilir. fiziksel yapı ve kimyasal bileşimdeki farklılıklar. Geleneksel uzamsal iki-boyutlu görüntüleme ile karşılaştırıldığında, hiperspektral kameralar aynı anda hedefin uzamsal ve spektral bilgilerini elde edebilir. Belirli bir uzaysal çözünürlük altında, nesnelerin doğruluğunu büyük ölçüde artırabilen geniş bir spektral aralıktaki nesnelerin benzersiz sürekli karakteristik spektrumunu elde edebilir. Doğru tanımlama ve algılama önemli avantajlara sahiptir ve artık zeminin uzaktan algılanması için önemli bir son-teknoloji haline gelmiştir.
Filtre kaplama teknolojisinin hızlı gelişimi ile filtre spektroskopik hiperspektral kameraların gelişimi büyük ölçüde desteklenmiştir. Hafif ve küçük boyutun avantajları, hiperspektral uzaktan algılama yüklerinin önemli bir parçası haline geldi ve mikro-nano uydu hiperspektral takımyıldızlarının ağ oluşturmasında yaygın olarak kullanıldı.
According to Memes Consulting, recently, the research group of Liu Chunyu from the Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics of the Chinese Academy of Sciences published a report on "The Development Status and Trends of Filter Spectroscopic Hyperspectral Cameras" in the journal "Infrared and Laser Engineering". article on the subject. Researcher Liu Chunyu is mainly engaged in the research of optical system design and overall design of optoelectronic system.
Hiperspektral görüntüleme ilkesinin şematik diyagramı
Bu araştırma temel olarak filtre-bölünmüş hiperspektral kameraları incelemekte ve tipik filtre-yerel ve yurtdışındaki bölünmüş uzay kaynaklı hiperspektral görüntüleme yüklerini ve ayrıca aşağıdaki filtre-bölünmüş hiperspektral görüntüleme sistemlerini tanıtmaktadır. yerde gelişme. Bu sistemlerin teknik çözümleri, performans göstergeleri ve uygulama beklentileri analiz edilmekte ve filtre spektroskopisi prensibine dayalı hiperspektral kameraların teknik özellikleri, avantajları ve dezavantajları anlatılmaktadır. Son olarak, filtre spektroskopisi hiperspektral kameralarının gelişme eğilimi araştırılmıştır.
Filtre çarkı hiperspektral kamerası, ışık ayırma elemanı olarak filtre çarkını kullanır ve filtre çarkını döndürerek farklı dalga boyu bantlarının spektral görüntülerini elde eder, böylece polikromatik ışığın monokromatik ışığa bölünmesini tamamlar. Filtre tekerleği hiperspektral kameranın temel bileşeni, farklı gözlem bantlarına göre ilgili spektral aralığın filtre tekerleğini değiştirebilen filtre tekerleğidir. Optik yol yapısı basittir ve spektral bant esnek bir şekilde değiştirilebilir. Spektral görüntüleme teknolojisinin gelişmesiyle, algılama bantlarının sayısı artıyor ve filtre çarkı artık geniş spektrum ve yüksek çözünürlük gözlemini karşılayamıyor, bu nedenle çoklu spektral algılamada giderek daha fazla kullanılıyor.
Ayarlanabilir filtre hiperspektral kameralar, spektroskopik bileşenler olarak ayarlanabilir filtreler kullanır. Farklı ayarlama yöntemlerine göre, esas olarak sıvı kristal ayarlanabilir filtreler (LCTF) hiperspektral kameralar, acousto-optik ayarlanabilir filtreler Acousto-Optik Ayarlanabilir Filtre (AOTF) hiperspektral kamera, MEMS ayarlanabilir FP boşluklu filtre olarak ayrılırlar. (MEMS Ayarlanabilir Fabry-Perot Boşluk Filtreleri) hiperspektral kamera.
Gradyan filtre tipi hiperspektral kamera olarak da bilinen kama -şekilli filtre hiperspektral kamera, spektral bölgede ve uzamsal bölgede sürekli örnekleme elde edebilir. Tasarım konsepti, filtre olarak kama şeklinde-çok-katmanlı ince film ortamı kullanmaktır ve iki-boyutlu dizi dedektörüne yakın bir konuma kurulur, böylece dedektörün birkaç pikseli, gradyan filtresinin belirli bir spektral bandına karşılık gelir. Gradyan filtresinin her bir dalga boyu bandı ile dedektör pikseli arasındaki karşılık gelen ilişkiye göre, gradyan filtreli hiperspektral kamera, doğrusal gradyan tipine ve filtre dizisi tipine bölünebilir.
Lineer Gradyan Filtre Yapısı ve Spektral Diyagram
Quantum dots, also known as "nanocrystals", are inorganic materials with high intrinsic stability and a radius smaller than that of the bulk exciton Bohr radius. By integrating different types of quantum dots, simultaneous detection of different wavelengths can be achieved. The quantum dot spectrometer (CQD) is developed based on this principle. Spectrometers in the traditional concept are equipped with high-precision optical and mechanical components, which are bulky, expensive, and complex in structure, and their application fields are severely limited.
Yakın-kızılötesi kuantum nokta spektrometresinin şematik diyagramı
Genel olarak, filtre spektroskopik hiperspektral kamera emekleme aşamasındadır ve spektral çözünürlüğü yüksek-hassas ızgaralı dağılım spektroskopik yöntemiyle karşılaştırılamaz. Hiperspektral kameraların genel gelişim yönü, özellikle kaplama teknolojisinin ve kuantum noktaları gibi yeni malzemelerin geliştirilmesiyle, kaplamaya dayalı hiperspektral kameraların spektral çözünürlüğü ve enerji kullanım oranı büyük ölçüde iyileştirildi ve araştırma ve geliştirme maliyetlerinin artması bekleniyor. daha çok artış. Ek olarak, filtre ve dedektör kombinasyonu, sistemin spektral çözünürlüğünü daha da geliştirecek ve bu, yüksek-hassasiyetli ızgaralı dağılım spektroskopisi ile karşılaştırılabilir. Bu nedenle filtre ve dedektör elemanının kombinasyonu da bir kaplama türüdür. Spektral kameralarda önemli bir gelişme eğilimi. Filtre-tipi hiperspektral kameraların geliştirilmesinin hiperspektral görüntüleme alanındaki yıkıcı gelişmeyi destekleyeceğini ve böylece mikro-nano uydular için hiperspektral uzaktan algılama teknolojisinin geliştirilmesini sağlayacağını görmek zor değil. , mikro-nano hiperspektral uyduların gelecekteki takımyıldızı için yörüngede olacak. Ticari işletme, ülke ekonomisine daha iyi hizmet etmek ve teknik bir temel oluşturmak.
Bu proje Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (41504143), Çin Bilimler Akademisi Bilimsel Araştırma Ekipmanı Geliştirme Projesi (YJKYYQ20190044), Anhui Eyaleti Doğa Bilimleri Vakfı (1908085 ME135) ve Gençlik Yenilik Teşvik Derneği tarafından desteklenmiştir. Çin Bilimler Akademisi (2016203).
