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一种推扫式高光谱成像系统和方法


技术摘要:
本发明公开了一种推扫式高光谱成像系统,包括高分辨率面阵相机、双天线卫星定位模块、高光谱成像模块、ARM FPGA采集控制电路和无人机,所述无人机与飞行控制子系统信号连接,所述飞行控制子系统的输入端与电路硬触发子块,所述电路硬触发子块的输出端与高光谱成像模块  全部
背景技术:
对于航空遥感高光谱成像,尤其是推扫式传感器,图像拼接一直是数据处理的难 点,因为每帧数据都可能有pitch,roll和yaw三个方向的扭曲,帧与帧之间空间维只是一行 像素,相关性校正时,难以确定同名点。当前推扫式高光谱数据的校正和拼接,采用的是将 高光谱设备和卫星定位辅助惯导惯性导航系统经数据同步集成后,安装与稳定云台上,再 经稳定云台吊装在飞行平台上,实现飞行航测作业。 现有的技术,需要高精度的卫星定位辅助惯性导航系统,即惯性导航系统的综合 角度精度至少得小于1/2个高光谱像素对应得瞬时视场角,但目前达到相应精度需求的卫 星定位辅助惯性导航系统价格昂贵,重量太大,不适合轻小型飞行平台搭载;集成后的高光 谱成像仪成本高、产品设计周期长、操作难度大等问题,不方便使用,且影像的分辨率低。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供了一种推扫式高光谱成像系统和方法,以解决上述背景技 术中提出的问题。 为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种推扫式高光谱成像系统,包括高 分辨率面阵相机、双天线卫星定位模块、高光谱成像模块、ARM FPGA采集控制电路和无人 机,所述无人机与飞行控制子系统信号连接,所述飞行控制子系统的输入端与电路硬触发 子块,所述电路硬触发子块的输出端与高光谱成像模块的输入端信号连接,所述高光谱成 像模块的输入端与时间同步子块的输出端信号连接,所述时间同步子块与ARM FPGA采集控 制电路信号连接,所述ARM FPGA采集控制电路与电路硬触发子块信号连接,所述ARM FPGA 采集控制电路与高分辨率面阵相机信号连接,所述ARM FPGA采集控制电路与双天线卫星定 位模块信号连接,所述双天线定位模块与多轴稳定器信号连接。 优选的,所述ARM FPGA采集控制电路与双天线卫星定位模块之间通过PPS脉冲 RS232信号连接。 一种推扫式高光谱成像方法,包括以下步骤: S1、高光谱成像模块、双天线卫星定位模块、高分辨率面阵相机和ARM FPGA采集控 制电路之间通过双天线卫星定位模块和电路硬触发子块实现数据同步; S2、规划好航线,采集完数据后,通过高精度高帧频的RGB影像数据,数据采集区域 的RGB底图;解算出每帧RGB影像数据的三轴姿态信息; S3、依据高光谱数据采集时刻,使用高精度高帧频RGB影像数据解算得到的姿态信 息进行时间对应,重采样得到高光谱影像数据采集时刻的三轴姿态信息; S4、依据高光谱数据姿态信息、影像信息和高地面分辨率的影像底图,拼接高光谱 数据; 3 CN 111595443 A 说 明 书 2/3 页 S5、依据已经拼接好的高光谱影像数据和高地面分辨率的RGB底图,进行影像配置 和重采样,得到高影像分辨率且畸变校正好的高光谱数据。 与现有技术相比,本发明的有益效果是: (1)该发明通过使用高分辨率面阵相机,双天线卫星定位模块,可用大幅度降低设 备开发的时间周期和硬件成本,使得仪器具有很好的性价比; (2)该发明通过将配畸变校正好的高光谱成像模块获得的影像和高分辨率面阵相 机获得的底图配准和重采样,大幅度提高了原始高光谱成像模块的影像分辨率,经济有效。 附图说明 图1为本发明系统框图; 图2为本发明系统装配结构图。 图中:1高分辨率面阵相机、2双天线卫星定位模块、3高光谱成像模块、4ARM FPGA 采集控制电路、5无人机、6飞行控制子系统、7电路硬触发子块、8时间同步子块、9多轴稳定 器。
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