Hiperspektralna kamera lahko združuje tehnologijo slikanja s tehnologijo zaznavanja spektra. Med slikanjem prostorskih značilnosti cilja lahko tvori več ozkih pasov za vsako prostorsko pikslo, da doseže neprekinjeno spektralno pokritost, različne spektralne informacije pa lahko v celoti odražajo notranjost objektov. fizikalne strukture in kemijske sestave. V primerjavi s tradicionalnim prostorsko dvodimenzionalnim slikanjem lahko hiperspektralne kamere hkrati pridobijo prostorske in spektralne informacije cilja. V okviru določene prostorske resolucije lahko pridobi edinstven nepretrgani značilni spekter objektov v širokem spektralnem območju, kar lahko močno izboljša natančnost objektov. Točna identifikacija in odkrivanje imata pomembne prednosti in sta zdaj postala pomembna najmočnija tehnologija za daljinsko zaznavanje tal.
S hitrim razvojem tehnologije premaza filtra se je zelo spodbujal razvoj filtrskih spektroskopskih hiperspektralnih kamer. Prednosti svetlobe in majhnih velikosti so postale pomemben del hiperspektralnega daljinskega zaznavanja koristnih bremen in so se široko uporabljale pri mreženju mikro-nano satelitskih hiperspektralnih ozvezdj.
Po mnenju Memes Consultinga je nedavno raziskovalna skupina Liu Chunyuja iz Changchun Inštituta za optiko, fino mehaniko in fiziko Kitajske akademije znanosti v reviji "Infrardeči in laserski inženiring" objavila poročilo o "Razvojnem statusu in trendih spektroskopskih hiperspektralnih kamer filtra". na to temo. Raziskovalec Liu Chunyu se ukvarja predvsem z raziskovanjem oblikovanja optičnega sistema in splošne zasnove optoelektronskega sistema.
Shematski diagram načela hiperspektralnega slikanja
Ta raziskava večinoma pregleda hiperspektralne kamere, razdeljene s filtrom, in uvaja tipične filtrsko razdeljene vesoljske hiperspektralne nosilce slikanja doma in v tujini, pa tudi hiperspektralne slikovne sisteme, razdeljene s filtrom, v razvoju na terenu. Analizirajo se tehnične rešitve, kazalniki uspešnosti in možnosti uporabe teh sistemov, izpostavljene pa so tudi tehnične značilnosti, prednosti in slabosti hiperspektralnih kamer, ki temeljijo na načelu spektroskopije filtra. Končno, razvoj trend filtra spektroskopija hiperspektralnih kamer je mogoče.
Hiperspektralna kamera filtrirnega kolesa uporablja filtrsko kolo kot element za razcepitev svetlobe in pridobiva spektralne slike različnih pasov valovne dolžine z vrtenjem filtrirnega kolesa in s tem dopolnjevanje cepitve polikromatske svetlobe na enobarvno svetlobo. Ključna komponenta hiperspektralne kamere filtrnega kolesa je filtrsko kolo, ki lahko zamenja filtrsko kolo ustreznega spektralnega območja glede na različne opazovalne pasov. Struktura optične poti je preprosta in spektralen pas lahko gibko zamenjamo. Z razvojem tehnologije spektrskega slikanja se število detekcijskih pasov povečuje, filtrsko kolo pa ne more več izpolnjevati opazovanja širokega spektra in visoke ločljivosti, zato se vse bolj uporablja pri večspektralnem odkrivanju.
Tunable filter hiperspectral kamere uporabljajo tunable filtre kot spektroskopske komponente. V skladu z različnimi metodami uglaševanja so večinoma razdeljeni na tekoče kristal tunable filtre (LCTF) hiperspectral kamere, akusto-optični tunable filtri Acousto-Optic Tunable Filter (AOTF) hiperspectral camera, MEMS tunable FP votlini filter (MEMS Tunable Fabry-Perot Cavity Filters) hiperspectral camera.
Hiperspektralna kamera filtra v obliki klina, znana tudi kot hiperspektralna kamera tipa gradienta, lahko doseže neprekinjeno vzorčenje v spektralni regiji in prostorski regiji. Njegov koncept oblikovanja je uporaba klinastega večplastnega tankega filmskega medija kot filtra, In je nameščen v položaju blizu dvodimenzionalnega detektorja matrike, tako da več pik detektorja ustreza določenemu spektralnemu pasu filtra gradienta. Glede na ustrezno razmerje med vsakim pasom valovne dolžine filtra gradienta in pikslom detektorja lahko hiperspektralno kamero s filtrom gradienta razdelimo na vrsto linearnega gradienta in vrsto matrike filtra.
Struktura filtra linearnega preliva in spektrarni diagram
Kvantne pike, znane tudi kot "nanoklistali", so anorganski materiali z visoko intrinično stabilnostjo in polmer manjši od polmera razsutega ekscitona Bohr. Z integracijo različnih vrst kvantnih točk je mogoče doseči hkratno zaznavanje različnih valovnih dolžin. Kvantni dot spektrometer (CQD) je razvit na podlagi tega načela. Spektrometri v tradicionalnem konceptu so opremljeni z visoko natančno optičnimi in mehanskimi komponentami, ki so zajetne, drage in zapletene v strukturi, njihova polja uporabe pa so močno omejena.
Shematski diagram skoraj infrardečega kvantnega spektrometra
Na splošno je filtrska spektroskopska hiperspektralna kamera v povitju, njene spektralne ločljivosti pa ni mogoče primerjati z visoko natančnostjo disperzije rešetnega spektroskopskega načina. Splošna razvojna usmeritev hiperspektralnih kamer, zlasti z razvojem tehnologije premaza in novih materialov, kot so kvantne točke, spektralna ločljivost in hitrost izkoriščenosti energije hiperspektralnih kamer, ki temeljijo na premazu, se je zelo izboljšala, stroški raziskav in razvoja pa naj bi se še povečali. Poleg tega bo kombinacija filtra in detektorja še dodatno izboljšala spektrsko ločljivost sistema, ki je lahko celo primerljiva z visoko natančnostjo spektroskopije disperzije rešetaka. Zato je kombinacija filtra in detektorskega elementa tudi tip premaz. Velik razvojni trend v spektričnih kamerah. Ni težko videti, da bo razvoj hiperspektralnih kamer tipa filter spodbujal subverzivni razvoj na področju hiperspektralnega slikanja in s tem pognal razvoj hiperspektralne tehnologije daljinskega zaznavanja mikro-nano satelitov, ki bo v orbiti za prihodnje ozvezdje mikro-nano hiperspektralnih satelitov. Poslovne operacije, bolje služijo nacionalnemu gospodarstvu in postavijo tehnično podlago.
Ta projekt so podprli Nacionalna naravoslovna fundacija Kitajske (41504143), projekt za razvoj znanstveno raziskovalne opreme Kitajske akademije znanosti (YJKYYQ20190044), Naravoslovna fundacija provinc Anhui (1908085 ME135) in Združenje za promocijo inovacij mladih Kitajske akademije znanosti (2016203).
