一种多光谱影像采集装置的制作方法

本实用新型涉及多光谱成像技术领域，特别是指一种多光谱影像采集装置。

背景技术：

多光谱成像技术自问世以来引起了广泛的关注，它是一种新的探测技术，是将所要获取图像目标的全部信息结合在一起，包括二维空间信息以及光谱辐射信息，是遥感领域的重大突破。多光谱成像技术在农林业分类管理、军事识别、环境监测、水质资源监测等方面发挥着重大作用，能够直接得到所观测目标的几何影像和物理化学信息，完成对目标特征的全面探测与识别，这是其他遥感技术所不具备的优势。现有的普通相机只能获取简单的图像信息，而此前的成像技术也只能对单一谱段进行成像或者生成多波段合成的一张图片，成本高，耗费时间长，有效信息少，监测和识别精度低。

为此，人们设计了一种滤光轮式多光谱成像系统，例如公开号为cn103941521a的中国专利申请中提供了一种用于多光谱成像的快速滤光片转轮装置，该装置置于摄像机和镜头之间，包括外壳、转轮、步进电机和光电开关，所述光电开关、转轮和步进电机均安装在外壳内，转轮与步进电机的输出轴通过皮带相连，转轮为圆盘状，其上有多个扇形开口，每个扇形开口上固定一扇形滤光片。该装置对转轮的速度加以控制，实现了在滤光片转轮转动的同时完成摄像机的图像采集和图像传输，利用本实用新型可以减少多光谱成像时间，提高效率。

然而，滤光轮式多光谱成像系统不能同时获取多个谱段之间的图像，存在实时性的问题，直接影响了多光谱成像的精度及效率。为此，亟需一种多光谱影像采集装置，以能同时采集多个谱段信息，实现图谱合一，一次曝光就能同时获得所需的空间信息和光谱信息，从而提高多光谱成像的精度及效率。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种多光谱影像采集装置，以能同时采集多个谱段的图像信息，实现图谱合一，提高多光谱成像的精度及效率。

一种多光谱影像采集装置，包括：外壳；镜头模块，设置在外壳的前侧，具有多个镜头以及分别与各镜头相对设置的多个滤光片；电路模块，设置在外壳内，具有电连接的传感器板、接口板及处理器板；其中，传感器板上设置有多个与各镜头相对应的图像传感器。各个相对设置的滤光片、镜头、图像传感器位于同一光轴上。多个滤光片用于不同波段的滤波，滤光片与镜头组合用于收集场景的光谱辐射信息，图像传感器用于将光谱辐射信息转为窄带光谱数据以发送给处理器板。

采用如上结构，通过不同波段滤波的多个滤光片以及与其相对设置的多个镜头、多个图像传感器可以同时采集多个谱段的图像信息。通过处理器板对信息进行处理、分析，可以实现图谱合一的光谱影像采集，提高多光谱成像的精度及效率，避免时间差对多光谱成像精度及效率的影响。

本实用新型优选，每个所述滤光片与其相对设置的镜头、图像传感器所处的光轴平行。

采用如上结构，可减少处理器板对不同谱段的图像的空间信息的计算量，同时也可以提高图谱合一时的精度及效率。

本实用新型优选，多个所述滤光片、多个所述镜头以及多个所述图像传感器均为阵列设置。

采用如上结构，可进一步减少处理器板对不同谱段的图像的空间信息的计算量，进而可以提高图谱合一时的实时精度及效率。

本实用新型优选，所述镜头模块还包括镜头罩，镜头罩上设置有多个通孔状的镜头孔，多个所述镜头分别设置在对应的镜头孔内，镜头孔的形状与镜头相适配。

采用如上结构，通过可拆卸的镜头罩可以对镜头进行保护，同时便于后期维修更换。

本实用新型优选，还包括与镜头罩通过紧固件连接的多个滤光片支架，所述滤光片支架设置在镜头孔前端位置，每个所述滤光片固定设置在对应的滤光片支架上。

采用如上结构，通过滤光片支架固定滤光片，便于后期对滤光片进行维修及更换。

本实用新型优选，所述滤光片支架呈圆环状，滤光片固定设置在滤光片支架中间位置；多个滤光片支架呈阵列设置。

本实用新型优选，所述紧固件为呈45°对角设置的螺栓。

采用如上结构，在45°对角位置通过螺栓固定滤光片支架，可以使阵列设置的滤光片支架排列地更加紧凑。

本实用新型优选，所述接口板上设置有sd卡槽、电源接口、hdmi接口、复位键、开机键；所述外壳上与sd卡槽、电源接口、hdmi接口、复位键、开机键相对位置设置有开口。

采用如上结构，便于本申请的多光谱影像采集装置与其他设备进行连接，同时便于对本申请的多光谱影像采集装置进行控制。

本实用新型优选，传感器板、接口板及处理器板依次平行、且相对设置，所述处理器板背向接口板的一侧设置有位于外壳内的散热模块。

采用如上结构，可以对处理器板进行降温，避免处理器板工作时产生的高温影响处理器板的工作效率。

本实用新型优选，所述散热模块包括与处理器板相抵接的散热片以及散热风扇；所述外壳体上正对风扇部具有容纳风扇的凹部，且该凹部上具有散热孔。

采用如上结构，给出了散热模块的具体结构，以便提高散热模块的散热效率。

附图说明

图1为本申请多光谱影像采集装置的分解图。

附图标记说明

外壳1；前壳体11；螺纹孔111；中间壳体12；后壳体13；格栅131；镜头模块2；镜头罩21；镜头孔211；镜头22；滤光片支架23；滤光片231；电路模块3；传感器板31；图像传感器311；接口板32；处理器板33；散热模块4；散热片41；散热风扇42。

具体实施方式

下面，结合视图对本实用新型的具体实施方式进行详细的描述。

图1为本申请多光谱影像采集装置的分解图。如图1所示，本申请的多光谱影像采集装置包括：呈长方体形的外壳1；用于收集场景光谱辐射信息的镜头模块2；用于将镜头模块2收集的光谱辐射信息转为窄带光谱数据并对窄带光谱数据进行处理后发送给其它设备的电路模块3；用于对电路模块3进行降温的散热模块4；其中镜头模块2固定设置在外壳1的前侧（指定外壳1安装镜头模块2一侧为前侧）中间位置，电路模块3与散热模块4固定设置在外壳1的内部。

镜头模块2包括呈长方体形的镜头罩21，镜头罩21的尺寸略小于外壳1，镜头罩21通过螺丝固定连接在下述外壳1的前壳体11的前侧中间位置。镜头罩21上以3×2阵列设置有镜头孔211，镜头孔211贯穿镜头罩21前后设置。镜头孔211内设置有镜头22，镜头孔211的形状与镜头22相适配，以能将镜头22固定放置在镜头罩21内用于收集场景的光谱辐射信息。镜头22可采用但不局限于以下配置：镜头22工作波段450nm-950nm，为定焦镜头22焦距8mm，f数1.8，相对照度大于45%。

本装置还包括多个呈圆环状的滤光片支架23，滤光片支架23上固定设置有圆形的滤光片231，滤光片支架23通过紧固件比如两螺栓固定连接在镜头孔211的前端位置。两螺栓呈45°对角设置，以避免螺栓影响滤光片支架23之间的距离，可以使滤光片231之间的距离更近，使滤光片231的设置更加紧凑，进一步减少了不同谱段影像的空间差别，进而提高了多光谱成像的精度及效率。其中，滤光片231用于不同波段的滤波，可采用但不局限于以下配置：（1）中心波长450nm，半高全宽10nm，通带平均透过率大于等于90%；（2）中心波长550nm，半高全宽8nm，通带平均透过率大于等于90%；（3）中心波长630nm，半高全宽8nm，通带平均透过率大于等于90%；（4）中心波长675nm，半高全宽8nm，通带平均透过率大于等于90%；（5）中心波长750nm，半高全宽10nm，通带平均透过率大于等于90%；（6）中心波长815nm，半高全宽10nm，通带平均透过率大于等于90%。

电路模块3设置在外壳1内，包括由前向后依次平行设置的电连接的传感器板31、接口板32、处理器板33。其中，传感器板31上与镜头22对应位置3×2阵列设置有图像传感器311，用于将接收到的光谱辐射信息转换为窄带光谱数据。图像传感器311可采用但不局限于以下配置：分辨率为1280×960，像元尺寸3μm，采集帧率30fps。接口板32上设置有sd卡槽、电源接口、hdmi接口、复位键、开机键，便于与外部设备连接、对本装置进行控制以及为本装置供电。处理器板33采用nvidiajetsontx2平台，并集成了传感器软件接口（sdk），具有多光谱采集以及光谱智能化分析的能力。

散热模块4设置在外壳1内，包括设置在处理器板33后侧与处理器板33抵接的散热片41，散热片41整体呈长方体形的鳍片状，由具有高导热性能的材料制成，可以很快地将处理器板33上的热量传导到散热片41上。散热片41的后侧固定设置有散热风扇42，可以向散热片41吹风，以带走散热片41上的热量，从而给处理器板33降温，以保证处理器板33的正常工作。

外壳1由前壳体11、中间壳体12、后壳体13三部分构成。其中，前壳体11上与镜头22相对位置设置有以3×2阵列设置的螺纹孔111，以便上述镜头22可以与前壳体11螺纹连接，以使光线可以投射到图像传感器311上。中间壳体12呈长方形筒状，中间壳体12上与上述sd卡槽、电源接口、hdmi接口、复位键、开机键相对位置设置有开口。后壳体13设置有容纳上述散热扇的空间，并且后壳体13的外周面及后侧中间位置设置有用于散热及通气的格栅131。

工作时，滤光片231、镜头22、图像传感器311位于同一光路上，通过3×2阵列设置的滤光片与镜头22组合收集被测场景特定的光谱辐射信息，图像传感器311可以将收集的光谱辐射信息转化为窄带光谱数据，并将窄带光谱数据传递给处理器板33，处理器板33将多通道的窄带光谱数据通过融合处理技术以及对齐算法等处理后进行输出，以获取被测物的多光谱图像/视频数据进行在线实时分析。

以上所述仅为本实用新型的实施例之一，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。