摘要：多光谱辐射测温技术具有不干扰被测场、测量无上限以及响应速度快等优点,是高温测量领域的最有力工具之一。目前,多光谱高温计以点温测量为主,光路通过物镜、光阑、棱镜等光路通道将待测点辐射分光后进入探测器阵列,实现单点的多光谱信息采集。随着工业智能化程度的不断提高,更加需要实时获得大量的温度分布信息,如特种金属材料的冶炼过程、高温合金激光自动焊接过程、半导体晶体生长过程、火箭发动机尾喷焰温度诊断等领域都需要实时获得某条线乃至整个二维表面的温度,从而提高产品性能和质量,因此通过多光谱辐射测温技术测量待测表面某条线的温度分布十分重要。但是,简单将光阑变为狭缝,实现待测线表面的辐射经透镜、棱镜等传统光路分光后,由于光学系统球差的作用,会使得分光后的狭缝光谱由于离轴传输而呈现严重的弯曲现象,不利于矩形光电探测器阵列的完全接收。为此,提出基于正交柱状透镜组的多光谱线温光路系统,利用正交柱状透镜在不同位置成像可以实现由圆到椭圆再到直线的特殊作用,较好地解决了传统多光谱辐射高温计光路所存在的球差问题。利用ZEMAX光学设计软件,基于S4111-16Q的光电探测器阵列实际大小进行反向光学系统设计,确定了狭缝、物镜、棱镜、正交柱状透镜等光学器件关键的参数,基于这些参数所实际加工的光学器件,搭建了多光谱线温高温计光学系统,并进行了无正交柱状透镜和有正交柱状透镜成像情况下的对比实验,结果表明,在没有柱状透镜的情况下,狭缝成像明显弯曲,在加入正交柱状透镜的情况下,狭缝成像弯曲现象消失,经狭缝分光后的线光谱明显呈直线状态,这为整条线的光谱辐射信息完整进入各探测器阵列提供了技术支撑,从而为后续线温测量提供了有力的光谱辐射数据信息。

摘要：池塘作为重要的水域资源之一,其水质管理对于生态保护和养殖业的可持续发展至关重要。然而,传统的水质监测方法受限于采样点稀疏和周期性测量,无法提供实时、高分辨率的水质信息。本文旨在开发一种基于无人机多光谱技术的水质监测可视化系统。首先采用多光谱传感器装备的无人机,定期飞越目标池塘,采集水体的多光谱数据对水质进行分析;然后通过WebGIS技术实现对水环境数据的管理,为水产养殖和环境保护提供有力的技术支持。结果表明:①无人机多光谱技术可以应用于池塘水质监测,并能够快速响应水质变化,有助于提高池塘养殖管理效率;②南泉池塘水质空间差异较小,时间差异较为明显,总体上3—4月水质状况较好,5—8月水质状况有变差的趋势;③建议在夏季加强池塘管理,降低养殖水质的污染。这一研究为水质管理和生态保护提供了新的工具和方法,有望在水产养殖业中进行推广与示范。

摘要：现有的多光谱行人检测算法大多是基于Faster R-CNN的两阶段检测或设置了锚框机制的一阶段检测,此类模型存在推理速度慢,检测准确率低等不足.为此,本文设计出一种基于一阶段无锚框检查算法YOLOX的多光谱行人检测算法.该算法将多模态特征提取解耦为特性特征提取和共性特征提取两阶段.针对基准特性特征提取网络学习能力不足、提取的语义信息和纹理细节信息不够丰富的问题,本文设计出一种多尺度特征增强(Multi-scale Feature Enhancement,MFE)模块,该模块可提取出特性特征图中丰富的语义和纹理细节信息.此外,本文使用基于差异性的特征融合方法来充分捕获两种模态的差异性特征信息.为证实本文方法的有效性和可行性,本文在KAIST数据集和FLIR数据集上进行了实验验证,实验结果表明本文所提方法可显著提高多光谱行人检测的性能.

摘要：建筑物是城市化发展的重要标志,也是城市中的基础设施和重要组成部分。为实现城市的数字化和智能化发展,提取和描述城市建筑物轮廓立面特征。基于此,研究基于多光谱无人机遥感的城市建筑轮廓立面提取方法。通过张氏定义模板标定可见光相机参数,在平移矩阵和选择矩阵的作用下,选择多光谱无人遥感技术采集城市建筑影像;利用点云数据展示建筑图像中的轮廓立面,采用数学变换匹配理论转换点云向量,划分并特征拟合建筑轮廓立面点云数据;采用规则化重建方式建立拟合函数,分别在水平方向和竖直方向提取城市建筑轮廓立面,完成提取方法设计。实验以三组不同类型的城市建筑摄影图像作为测试对象,分别按照正确性指标、完整性指标以及质量指标进行验证,新方法能够实现较高精度的轮廓立面点云数据提取,具有应用价值。

摘要：高浓度水雾条件下的表面高温温场反演测量在航空航天、冶金铸造等工业领域有着重要的应用。由于水雾的弥散作用,高温表面的辐射透过水雾后,会出现强烈的衰减和散射,导致传统辐射测温方法出现很大误差。现有水雾弥散条件下的温场反演测量主要包括基于试验数据反推及实时测量水雾参数进行修正的测量方法,并基于辐射传输理论对测量结果进行误差分析和评估,测量方式多为单通道或双通道点辐射测温。基于水雾场红外光谱辐射特性的计算,提出了一种水雾强弥散条件下表面高温温场多光谱成像反演方法;根据辐射传输理论,考虑强弥散条件下的邻近效应,建立了相应的反演模型。在水雾场相关参数未知的情况下,通过三个透过水雾场后的高温目标长波红外光谱辐射图像,反演得到表面高温温场的真温分布。反演第一步是辐射温度场反演,即通过长波红外辐射图像,根据定标曲线和高温目标的光谱发射率先验数据,得到高温目标透过弥散水雾场经过发射率校正的辐射温度场;反演的第二步是根据三通道非线性反演模型,得到目标的真温温场分布。设计了一个长波红外三光谱通道反演测量装置,中心波长分别是8.8,10.7和12.0μm,对高温目标进行三个长波红外光谱通道的同时探测成像。设计了一套验证测试装置,利用标准高温黑体源和水雾弥散设备,进行了高温目标水雾弥散条件下的辐射图像采集和目标温度的反演试验。试验结果表明8~14μm长波红外波段比短波波段对水雾弥散具有更强的抗干扰能力,在1100和1200℃典型温度点反演的平均误差在7%左右,大大减小了未经校正的辐射传输失真,适用于黑体和灰体高温目标,且无需水雾场的浓度和粒径分布等先验信息,基于多光谱成像信息的水雾弥散条件下温场反演方法具有一定的普适性和创新性。

摘要：快速获取作物叶片叶绿素含量对及时诊断作物健康状况、指导田间管理具有重要意义。本研究以关中地区2020年夏玉米为研究对象,获取试验区无人机多光谱影像,提取植被指数,分析所选植被指数与SPAD的相关性,筛选得到模型的输入变量,利用偏最小二乘法(PLS)、随机森林回归(RF)和分层线性模型(HLM)分别构建拔节期、抽雄期、灌浆期以及全生育期的SPAD估算模型,最终选出最优估算模型,以期为快速获取夏玉米SPAD提供参考。研究发现:除NRI之外,NDVI、OSAVI、GNDVI、RVI、MCARI、MSR、CIre与SPAD均显著相关,其中,OSAVI、NDVI与SPAD呈现出较强且稳定的相关性;各个生育期的最优模型均是RF模型,在拔节期、抽雄期、灌浆期和全生育期,验证集R~2分别为0.81、0.81、0.73、0.61,RMSE分别为1.24、2.32、3.13、3.20;对于SPAD估算模型,将降雨量、最高气温这两个气象因子与植被指数耦合的HLM模型可以一定程度提升线性模型的估算精度,但其精度低于RF模型。因此,基于无人机多光谱影像的RF模型可以实现夏玉米SPAD的快速准确估算。

摘要：本文设计了一种基于滤光片的制冷型中波红外宽波段(2.7~5μm)多光谱双视场成像光学系统,可将不同波段的红外场景辐射透过相应的滤光片成像在红外制冷型探测器上。本系统将多个滤光片置于滤光轮上,并放置在探测器前,不仅能减小滤光片的有效口径,同时还兼容图像的非均匀校正功能。通过转动滤光轮,系统能够得到多个所需的图谱信息,通过差分技术可以更好地提取目标信息,提升灵敏度。该系统F数为4,焦距为70 mm/280 mm,MTF接近衍射极限,具有-50℃~80℃的主动消热差功能,满足应用要求。

摘要：针对行人检测模型在全天候场景下特征提取能力差、检测准确率低的问题,提出一种基于多层特征融合的多光谱行人检测方法。设计一种基于通道注意力机制的可见光与红外特征的融合方式,提升模型的特征融合效率;采用多层融合特征设计特征金字塔网络,提升模型的特征提取能力;引入自适应特征融合机制对检测层进行特征图尺度调整,降低尺度冲突对模型性能的影响。在KAIST数据集上进行实验,其结果表明,模型的检测性能有一定提升。

摘要：为解决有限热控资源下卫星多个光学遥感载荷及平台单机的热控问题,对该卫星采取主、被动热控相结合的设计方案。首先,根据卫星自身特点、热控需求及轨道外热流确定热设计的总体方案;接着,针对光学载荷和平台重要单机进行详细热设计说明,并利用有限元分析软件计算卫星各组件的温度结果;然后,开展整星热平衡试验,获取试验温度结果判断热设计的正确性;最后,通过对比卫星在轨遥测、热分析及热试验温度数据,验证了该热设计方案的实际效果。在轨遥测数据显示主载荷相机温度控制在19.7~20.3℃之间,光学小载荷温度控制在-31.2~6.6℃之间,舱内单机温度在9.7~29.5℃之间。各温度结果均满足热控指标要求,在轨数据与热分析及热试验结果偏差小于±3℃。表明该光学遥感卫星热设计正确可行,热分析及热试验过程合理可靠。

摘要：设计了谱段位于450～900nm,焦距f=6 000mm,F数为10的大F数、矩形视场、长焦距的折轴三反光学系统.光学系统视场角为1.6°,光学系统的畸变优于0.5%,中心面遮拦为6%时,Nyquist频率（25lp/mm）处各谱段调制传递函数优于0.65,整个光学系统成像质量达到衍射极限.同时根据所采用的多光谱时间延迟积分CCD分析了相机各谱段的静态调制传递函数,可以满足多光谱遥感相机的设计使用要求.