可见光多通道目标探测技术研究

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1、StudyofOpticalMulti·-channelDetectionTechnologyinVisibleSpectrumBySunXinSubmittedinpartialfulfillmentoftheRequirementfortheDegreeofDoctorofPhilosophyinOpticalEngineeringSupervisedbyProfessorWangZhonghouXi’anInstituteofOpticsandPrecisionMechannicsofTheChineseAcademyofScience

2、July2010科研道德声明秉承研究所严谨的学风与优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中所引用酌内容都已给予了明确的注释和致谢。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了致谢。申请学位论文与资料若有不实之处，论文作者签名：：≥：!：鑫本人承担一切相关责任。日期：堡!!：!!：堕知识产权声明本人完全了解中科院西安光学精密机械研究所有关保护知识产权的规定，，11：研究生在所攻读学位期间论文工作的知识产权单位系中科院西安光学精密机械研究所。本人保证离所后，发表基

3、于研究生工作的论文或使用本论文工作成果时必须征得产权单位的同意，同意后发表的学术论文署名单位仍然为中科院西安光学精密机械研究所。产权单位有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；产权单位可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。(保密的论文在解密后应遵守此规定)论文作者签名：丑透导师签名：三监日期：。沙CD盟18Et期：垒盟!：!!：必摘堂摘要本论文重点研究了基于多通道探测理论的可见光多通道目标探测技术，主要内容包括以下几点：●介绍了光学多通道探测的基本概念，提出了空间型和光谱型两种光学多通道探测技术的分类

4、并分别进行了描述，介绍了光谱型光学多通道探测技术中：天基光学目标探测、多光谱探测、哈达码变换光谱探测这三种典型应用的发展概况，并讨论了可见光多通道目标探测技术的研究意义。·对天基可见光成像目标探测技术进行了研究，根据某航天项目需求完成了一套用于空间目标捕获的宽视场可见光相机的光学系统设计，对系统参数进行了详细论证和计算，提出了一种宽视场大孔径成像物镜的设计方法，并通过地面成像实验对设计方法的有效性进行了验证。·对机载多光谱探测技术进行了研究，提出了一种可作为高空、高速飞机有效载荷的小型化多光谱相机的设计方案，根据飞机的工作特性和探测目标特性进

5、行了详细的系统参数设计，给出了光学系统探测能力的计算方法，完成了光学系统设计和像质评价。◆在光学多通道复用技术基本概念的基础上对其两大分类进行了分析。重点介绍了哈达码变换光谱探测技术的数学原理和光学模板的实现方式，讨论了空间调制型和光谱调制型哈达码变换光谱成像仪的工作原理。◆基于数字微镜技术提出了用于红外和可见两个谱段的天基哈达码变换光谱成像仪的设计方案，针对其中天基可见光哈达码变换光谱成像仪进行了详细的光学方案设计和指标论证，完成了地面原理样机的研制工作，验证了方案的正确性和编码、解码的可行性。本文的主要创新点是：1．提出了一种实用的大孔径

6、物镜设计方法；2．给出了一种多光谱相机能量计算的简化算法；3．提出了一套基于数字微镜技术的新型光谱选通哈达码变换光谱成像仪设计方案，该系统克服了反射系统在天基应用中的诸多不足。摘莹4．针对光谱调制哈达码变换光谱仪中存在的装调、光学设计、模板定位等难点进行了分析，提出了相应的解决方法，完成了天基可见光哈达码变换光谱成像仪的工程原型样机的研制，并通过实验进行了验证。关键词：可见光，多通道，天基目标探测，多光谱，哈达码变换，光学设计AbstractOpticalmultichanneldetectiontechnologyinvisiblespec

7、trumbasedonmultichanneltheoryisstudiedinthisthesis，including：●Thebasictheoryofopticalmultichanneldetectionisintroduced．thetwoclassesofopticalmultichanneldetectiontechnology,spatialmodeandspectralmode，aredescribedrespectively．Thedevelopmentsofspace-basedopticalobjectdetectio

8、n，multi-spectrumobjectdetection，Hadamardtransformspectralimagingdetection，asthethr