本發(fā)明屬于遙感探測技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種雙波段成像關(guān)聯(lián)全光譜測譜的弱目標探測裝置與方法。

背景技術(shù)：

遙感探測場景的光學(xué)和紅外輻射、散射的動態(tài)范圍很大，而現(xiàn)有光學(xué)及紅外傳感器僅具有有限的敏感動態(tài)范圍，需求與設(shè)備能力之間的矛盾很大。弱小目標、嵌入在多重介質(zhì)中的畸變目標，其信號微弱、形態(tài)畸變湮沒在大動態(tài)范圍的自然場景中，而現(xiàn)有的遙感探測儀器不具備適應(yīng)大動態(tài)范圍輻射或散射場景的能力，故很難發(fā)現(xiàn)這些弱小目標；人眼和鷹眼等生物視覺系統(tǒng)具有大視場捕獲動目標和變化現(xiàn)象，及中央凹高分辨率細看目標和現(xiàn)象的能力，鷹眼還具備光譜敏感的能力；而現(xiàn)有人造探測系統(tǒng)不具備這種能力；因此對能探測到弱目標的裝置及方法具有需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種雙波段成像關(guān)聯(lián)全光譜測譜的弱目標探測裝置與方法，其目的在于解決現(xiàn)有紅外遙感探測系統(tǒng)無法適應(yīng)面向弱目標多視場大空間范圍和響應(yīng)的大動態(tài)范圍輻射或散射場景的問題。

為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種雙波段成像關(guān)聯(lián)全光譜測譜的弱目標探測裝置，包括光學(xué)窗口、大視場二維掃描轉(zhuǎn)鏡、共口徑主光學(xué)系統(tǒng)、紅外成像成譜光學(xué)子系統(tǒng)、可見與近紅外成像成譜光學(xué)子系統(tǒng)、紫外成譜光學(xué)子系統(tǒng)、中波紅外視場探測測譜單元、可見近紅外測譜單元，紫外測譜單元、多模態(tài)協(xié)同信息處理模塊、伺服控制模塊及伺服系統(tǒng)；

其中，大視場二維掃描轉(zhuǎn)鏡用于跟蹤、瞄準目標區(qū)域，并將目標區(qū)域的光反射至共口徑主光學(xué)系統(tǒng)；共口徑主光學(xué)系統(tǒng)用于收集目標區(qū)域的光線，并將入射光中的紅外光透射至紅外成像成譜光學(xué)子系統(tǒng)，將紫外光、可見光和近紅外光反射到可見與近紅外成像成譜光學(xué)子系統(tǒng)；

紅外成像成譜光學(xué)子系統(tǒng)用于對紅外光進行聚焦；中波紅外視場探測測譜單元用于紅外光譜測量以及中波紅外成像，獲得目標紅外光譜數(shù)據(jù)和紅外圖像數(shù)據(jù)；

可見與近紅外成像成譜光學(xué)子系統(tǒng)將接收到的紫外光透射至紫外成譜光學(xué)子系統(tǒng)，并對接收到的可見光和近紅外光進行聚焦；可見近紅外測譜單元用于可見光、近紅外光譜測量以及近紅外成像；

紫外成譜光學(xué)子系統(tǒng)用于將接收到的紫外光聚焦至紫外測譜單元；紫外測譜單元根據(jù)目標區(qū)域紫外光分光度進行紫外光光譜測量；

多模態(tài)協(xié)同信息處理模塊用于收集光譜數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)并進行融合處理；控制模塊與多模態(tài)協(xié)同信息處理模塊相連，根據(jù)多模態(tài)協(xié)同信息處理模塊融合處理的結(jié)果生成控制信號；伺服系統(tǒng)在控制模塊輸出的伺服系統(tǒng)控制信號的作用下，控制大視場二維掃描轉(zhuǎn)鏡搜索、跟蹤弱目標，實現(xiàn)光、機、電信息處理，各模塊協(xié)同工作。

工作時，目標區(qū)域的入射光場經(jīng)光學(xué)窗口入射至大視場二維掃描轉(zhuǎn)鏡；大視場二維掃描轉(zhuǎn)鏡將入射光反射至共口徑主光學(xué)系統(tǒng)；共口徑主光學(xué)系統(tǒng)將入射光中的紅外光透射至紅外成像成譜光學(xué)子系統(tǒng)，并將入射光中的紫外光、可見光和近紅外光反射至可見與近紅外成像成譜光學(xué)子系統(tǒng)；紅外成像成譜光學(xué)子系統(tǒng)對接收到的紅外光進行聚焦，中波紅外視場探測測譜單元根據(jù)聚焦光束進行短、中、長波的紅外光譜測量，以及中波紅外成像；可見與近紅外成像成譜光學(xué)子系統(tǒng)將接收到的紫外光透射至紫外成譜光學(xué)子系統(tǒng)；并對接收到的可見光和近紅外光進行聚焦；可見近紅外測譜單元根據(jù)部分聚焦光束進行可見光、近紅外光譜測量，根據(jù)另一部分聚焦光束進行可見光及近紅外成像；紫外成譜光學(xué)子系統(tǒng)則將接收到的紫外光聚焦至紫外測譜單元；紫外測譜單元根據(jù)目標區(qū)域紫外光分光度進行紫外光光譜測量。

優(yōu)選的，上述雙波段成像關(guān)聯(lián)全光譜測譜的弱目標探測裝置，中波紅外視場探測測譜單元包括中波紅外大視場探測器、中波紅外中視場探測器和紅外非成像寬光譜測譜單元；

其中，中波紅外大視場探測器用于根據(jù)聚焦光束進行大視場紅外成像，獲得大視場紅外圖像，并對大視場紅外圖像進行a/d轉(zhuǎn)換生成大視場紅外圖像數(shù)據(jù)；中波紅外中視場探測器用于根據(jù)聚焦光束進行中視場紅外光學(xué)成像，獲得中視場紅外圖像，并對中視場紅外圖像進行a/d轉(zhuǎn)換生成中視場紅外圖像數(shù)據(jù)；紅外非成像寬光譜測譜單元用于根據(jù)聚焦光束對目標進行測譜分析，獲得目標紅外光譜數(shù)據(jù)。

優(yōu)選的，上述雙波段成像關(guān)聯(lián)全光譜測譜的弱目標探測裝置，可見近紅外測譜單元包括并列的可見近紅外大視場探測器、可見近紅外中視場探測器和可見近紅外光譜測譜單元；

其中，可見近紅外大視場探測器用于對目標區(qū)域進行大視場范圍內(nèi)可見近紅外成像；可見近紅外中視場探測器用于對目標區(qū)域進行大視場范圍內(nèi)可見近紅外成像；可見近紅外光譜測譜單元用于對目標區(qū)域進行小視場范圍內(nèi)精密可見近紅外光譜測量。

優(yōu)選的，上述雙波段成像關(guān)聯(lián)全光譜測譜的弱目標探測裝置，其共口徑主光學(xué)系統(tǒng)采用帶分光鏡的卡塞格林光學(xué)系統(tǒng)，用于對目標紫外、可見、近紅外、中波紅外及長波紅外光譜能量會聚。

優(yōu)選的，上述雙波段成像關(guān)聯(lián)全光譜測譜的弱目標探測裝置，其紅外成像成譜光學(xué)子系統(tǒng)包括寬光譜中繼鏡、第一透鏡組、可調(diào)空間可變透過率透鏡、第二分光鏡、第二透鏡組、第三透鏡組、第三分光鏡、第四透鏡組、第五透鏡組和第一光譜放大模塊；

工作時，寬光譜中繼鏡用于將共口徑主光學(xué)系統(tǒng)透射的光線傳輸至第一透鏡組，第一透鏡組的出射光經(jīng)可調(diào)空間可變透過率透鏡透射至第二分光鏡，第二分光鏡用于將接收到的光一部分光透射至第二透鏡組，另一部分反射至第三透鏡組；由第三透鏡組透射的光經(jīng)第三分光鏡部分透射至第四透鏡組，另一部分反射至第五透鏡組，第二透鏡組用于將目標區(qū)域大視場中波紅外光聚焦至中波紅外大視場探測器，第四透鏡組將目標區(qū)域中視場中波紅外光聚焦至中波紅外中視場探測器，第五透鏡組的出射光經(jīng)第一光譜放大模塊放大后聚焦至紅外非成像寬光譜測譜單元。

優(yōu)選的，上述雙波段成像關(guān)聯(lián)全光譜測譜的弱目標探測裝置，其可見與近紅外成像成譜光學(xué)子系統(tǒng)包括第六分光鏡、第六透鏡組、第二可調(diào)空間可變透過率透鏡、第四分光鏡、第八透鏡組、第七透鏡組、第五分光鏡、第九透鏡組、第十透鏡組和第二光譜放大模塊；

工作時，第六分光鏡用于將共口徑主光學(xué)系統(tǒng)模塊反射的可見和近紅外光反射至第六透鏡組，第六透鏡組的出射光經(jīng)第二可調(diào)空間可變透過率透鏡透射至第四分光鏡；第四分光鏡用于將接收到的光部分透射至第七透鏡組，另一部分反射至第八透鏡組，第五分光鏡將第八透鏡組的出射光部分透射至第九透鏡組，另一部分反射至第十透鏡組，第七透鏡組用于將目標區(qū)域的大視場可見光和近紅外光聚焦至可見近紅外大視場探測器；第九透鏡組用于將目標區(qū)域的中視場可見光和近紅外光聚焦至可見近紅外中視場探測器；第十透鏡組的出射光經(jīng)第二光譜放大模塊放大后聚焦至可見近紅外光譜測譜單元。

優(yōu)選的，上述雙波段成像關(guān)聯(lián)全光譜測譜的弱目標探測裝置，其紫外成譜光學(xué)子系統(tǒng)包括紫外反射鏡和第十一透鏡組；紫外反射鏡用于將可見與近紅外成像成譜光學(xué)子系統(tǒng)透射的紫外光反射至第十一透鏡組，第十一透鏡組用于將目標區(qū)域紫外光譜聚焦至紫外測譜單元。

優(yōu)選的，上述雙波段成像關(guān)聯(lián)全光譜測譜的弱目標探測裝置，其多模態(tài)協(xié)同信息處理模塊包括第一數(shù)據(jù)處理單元和第二數(shù)據(jù)處理單元；

其中，第一數(shù)據(jù)處理單元用于對目標區(qū)域的大視場中波紅外圖像數(shù)據(jù)、中視場中波紅外圖像數(shù)據(jù)及小視場精細紅外光譜測量數(shù)據(jù)進行融合處理，生成第一積分時間控制信號、第一光譜放大調(diào)制信號及第一透過率調(diào)制控制信號；

中波紅外大視場探測器、中波紅外中視場探測器在第一積分時間控制信號作用下實時調(diào)整積分時間；第一光譜放大模塊在第一光譜放大調(diào)制信號作用下實時調(diào)整放大倍數(shù)；第一可調(diào)空間可變透過率透鏡在第一透過率調(diào)制控制信號的作用下動態(tài)調(diào)整透過率；

第二數(shù)據(jù)處理單元用于對目標區(qū)域的可見光與近紅外圖像數(shù)據(jù)、中視場可見光與近紅外圖像數(shù)據(jù)、小視場精細可見光與近紅外光譜測量數(shù)據(jù)及紫外光譜數(shù)據(jù)進行融合處理，生成第二積分時間控制信號、第二光譜放大調(diào)制信號及第二透過率調(diào)制控制信號；

可見近紅外大視場探測器、可見近紅外中視場探測器在第二積分時間控制信號作用下實時調(diào)整積分時間；第二光譜放大模塊在第二光譜放大調(diào)制信號作用下實時調(diào)整放大倍數(shù)；第二可調(diào)空間可變透過率透鏡在第二透過率調(diào)制控制信號的作用下，動態(tài)調(diào)整透過率；

其中，第一數(shù)據(jù)處理單元包括第一大視場數(shù)據(jù)處理單元、第一中視場數(shù)據(jù)處理單元及第一小視場數(shù)據(jù)處理單元；第二數(shù)據(jù)處理單元包括第二大視場數(shù)據(jù)處理單元、第二中視場數(shù)據(jù)處理單元、第二小視場數(shù)據(jù)處理單元及紫外數(shù)據(jù)處理單元；

第一可調(diào)空間可變透過率透鏡及第二可調(diào)空間可變透過率透鏡均為鍍有膜的可尋址可變透過率濾光膜陣列，用于實現(xiàn)光場透過率切換；該可尋址可變透過率濾光膜陣列在多模態(tài)協(xié)同信息處理模塊地控制下，實現(xiàn)膜透過率連續(xù)切換；

第二分光鏡及第三分光鏡均包括兩個區(qū)域：中部小區(qū)域及其周邊的大區(qū)域；其小區(qū)域用于全反射中視場所需成像波段和小視場所需成譜波段，大區(qū)域用于全透大視場的成像波段；

第四分光鏡及第五分光鏡均包括兩個區(qū)域：中部小區(qū)域和其周邊的大區(qū)域；其小區(qū)域用于全反小視場所需成譜的波段，大區(qū)域用于全透中視場所需成像波段。

為實現(xiàn)本發(fā)明目的，按照本發(fā)明的另一個方面，提供了一種雙波段成像關(guān)聯(lián)光譜測譜的弱目標探測方法，具體包括如下步驟：

(1)控制大視場二維掃描轉(zhuǎn)鏡搜索目標區(qū)域；

(2)對目標區(qū)域進行一次紅外及可見、近紅外成像；若目標處于模態(tài)1：則進入步驟(5)，若處于模態(tài)2，則進入步驟(10)；

其中，模態(tài)1是指常規(guī)模態(tài)，模態(tài)2是指地球表面；

(3)對疑似目標區(qū)分段進行背景濾除；

(4)將地層水體的熱輻射空間分布(x，y，z)濾除；

(5)判斷目標區(qū)域光場是否處于傳感器響應(yīng)曲線的線性部位，若是則進入步驟(7)；若否，則進入步驟(6)；

(6)調(diào)整空間可變透過率透鏡的透過率參數(shù)，濾除空間中的強光區(qū)，獲得有效光場；

(7)判斷目標光場是否處于小于背景光場1～3個量級，若是，則進入步驟(8)若否則進入步驟(10)；

(8)調(diào)整可調(diào)空間可變透過率透鏡(fpa)的成像積分時間及光學(xué)放大模塊的放大系數(shù)；

(9)對有效光場進行積分處理，獲得二次成像的紅外及可見與近紅外圖像；

(10)對二次成像的紅外及可見與近紅外圖像進行分割處理，提取特征；

(11)采集目標紅外及可見與近紅外光譜特征信息；

(12)融合目標多視場紅外及可見與近紅外圖像及光譜數(shù)據(jù)；

(13)識別疑似目標，輸出目標類型。

本發(fā)明提供的上述雙波段成像關(guān)聯(lián)全光譜測譜的弱目標探測裝置，通過數(shù)字信號處理對探測目標光強度及背景光場強度比對分析，獲得大視場中波紅外探測器、中視場中波紅外探測器、大視場可見近紅外探測器、中視場可見近紅外探測器及可調(diào)空間可變透過率透鏡的調(diào)控信號；通過調(diào)控大視場中波紅外探測器、中視場中波紅外探測器、大視場可見近紅外探測器及中視場可見/近紅外探測器的積分時間與可調(diào)空間可變透過率透鏡的透過率，將目標光場及背景光場均調(diào)整到紅外成像傳感器及可見近紅外傳感器響應(yīng)曲線的線性部分，達到在光通量不足或光通量過大的情況下均能對弱目標進行識別的目的；通過物質(zhì)的普特征可以區(qū)分識別不同物體或物質(zhì)，再加上物體的多空間分辨率的中波紅外及可見近紅外圖像信息，提高遙感探測識別物體的能力。

總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得下列有益效果：

(1)本發(fā)明提供的雙波段成像關(guān)聯(lián)全光譜測譜的弱目標探測裝置，將數(shù)字信號處理與紅外光學(xué)系統(tǒng)相結(jié)合，通過數(shù)字信號處理模塊對成像圖像數(shù)據(jù)進行處理，獲得fpa與可調(diào)空間可變透過率透鏡的調(diào)控信號；通過調(diào)控fpa的積分時間與可調(diào)空間可變透過率透鏡的透過率，使得處理后的目標光場及背景光場均處于紅外成像傳感器響應(yīng)曲線的線性部分，達到在光通量不足或光通量過大的情況下均能對弱目標進行識別的目的；該面向弱目標探測的多模態(tài)紅外成像系統(tǒng)，兼具在強背景光場和弱背景光場中識別弱目標的功能；

(2)本發(fā)明提供的雙波段成像關(guān)聯(lián)全光譜測譜的弱目標探測裝置及方法，通過數(shù)字信號處理模塊對成像圖像數(shù)據(jù)的實時處理，自適應(yīng)的調(diào)整成像積分時間，有效提高了成像信噪比，提高了遙感紅外探測識別弱目標的能力；對于不同的使用環(huán)境與觀測目標，均可達到最佳識別效果；

(3)本發(fā)明提供的雙波段成像關(guān)聯(lián)全光譜測譜的弱目標探測裝置，采用可調(diào)空間可變透過率透鏡，該透鏡在數(shù)字信號處理模塊以及空間可尋址透過率調(diào)制模塊的控制下，可實時調(diào)節(jié)光場透過率；并且，該透鏡鍍有金屬可尋址可變透過率濾光膜陣列，該金屬可尋址可變透過率濾光膜陣列，在空間可尋址透過率模塊的控制下，實現(xiàn)了膜透過率連續(xù)切換；具有在多種模態(tài)下強弱背景光場中進行光通量調(diào)節(jié)的功能；通過改變目標光場透過率，獲取目標有效光場，進一步提高遙感紅外探測識別弱目標的能力；

(4)本發(fā)明提供的雙波段成像關(guān)聯(lián)全光譜測譜的弱目標探測裝置，可通過編程控制其數(shù)字信號處理模塊，實現(xiàn)對fpa、空間可尋址透過率調(diào)制模塊及可調(diào)空間可變透過率透鏡的控制，具有智能化的特點，且體積較小、集成度高、使用方便靈活，可廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟及國家安全領(lǐng)域。

附圖說明

圖1是實施例提供的雙波段成像關(guān)聯(lián)全光譜測譜的弱目標探測裝置的系統(tǒng)示意圖；

圖2是實施例提供的雙波段成像關(guān)聯(lián)全光譜測譜的弱目標探測裝置的光學(xué)系統(tǒng)布局圖；

圖3是實施例提供的雙波段成像關(guān)聯(lián)全光譜測譜的弱目標探測方法示意圖；

圖4是實施例提供的雙波段成像關(guān)聯(lián)全光譜測譜的弱目標探測方法實物圖；

圖5是實施例提供的雙波段成像關(guān)聯(lián)全光譜測譜的弱目標探測方法流程圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

實施例提供的雙波段成像關(guān)聯(lián)全光譜測譜的弱目標探測裝置，其功能框圖如圖1所示，包括光學(xué)窗口、大視場二維掃描轉(zhuǎn)鏡、共口徑主光學(xué)系統(tǒng)、紅外成像成譜光學(xué)子系統(tǒng)、可見與近紅外成像成譜光學(xué)子系統(tǒng)、紫外成譜光學(xué)子系統(tǒng)、中波紅外視場探測測譜單元、可見近紅外測譜單元，紫外測譜單元、多模態(tài)協(xié)同信息處理模塊、伺服控制模塊和伺服系統(tǒng)；

其中，大視場二維掃描轉(zhuǎn)鏡通過伺服系統(tǒng)控制轉(zhuǎn)動調(diào)整方位和俯仰對準目標區(qū)域用于將目標區(qū)域的光反射至共口徑主光學(xué)系統(tǒng)模塊；共口徑主光學(xué)系統(tǒng)模塊將紅外光透射至紅外成像成譜光學(xué)子系統(tǒng)模塊，同時將紫外/可見/近紅外光反射至可見/近紅外成像成譜光學(xué)子系統(tǒng)模塊；紅外成像成譜光學(xué)子系統(tǒng)模塊將共口徑主光學(xué)系統(tǒng)模塊透射的紅外光聚焦至中波紅外大視場探測器及中波紅外中視場探測器實現(xiàn)中波紅外成像，同時將部分紅外光聚焦至紅外非成像寬光譜測譜單元實現(xiàn)短/中/長波紅外光譜測量；可見/近紅外成像成譜光學(xué)子系統(tǒng)模塊將共口徑主光學(xué)系統(tǒng)反射的可見/近紅外光部分聚焦至可見近紅外大視場探測器及可見近紅外中視場探測器實現(xiàn)可見/近紅外成像，部分聚焦至可見近紅外光譜測譜單元實現(xiàn)可見/近紅外光譜測量，同時將共口徑主光學(xué)系統(tǒng)反射的紫外光透射至紫外成譜光學(xué)子模塊；紫外成譜光學(xué)子模塊將可見/近紅外成像成譜光學(xué)子系統(tǒng)模塊透射的紫外光聚焦至紫外測譜單元進行紫外光譜測量。多模態(tài)協(xié)同信息處理與控制模塊主要負責(zé)接收大視場中波紅外圖像數(shù)據(jù)、中視場中波紅外圖像數(shù)據(jù)、短/中/長波紅外光譜信息、大視場可見/近紅外圖像數(shù)據(jù)、中視場可見/近紅外圖像數(shù)據(jù)、可見/近紅外光譜信息以及紫外光譜信息，最后進行融合處理分析；伺服控制模塊根據(jù)任務(wù)需求和多模態(tài)協(xié)同信息處理與控制模塊處理和分析的結(jié)果，通過伺服系統(tǒng)控制大視場二維掃描轉(zhuǎn)鏡搜索、跟蹤弱目標，實現(xiàn)光、機、電信息處理，各模塊協(xié)同工作。

如圖2所示，共口徑主光學(xué)系統(tǒng)模塊采用帶分光鏡的卡塞格林光學(xué)系統(tǒng)，由主鏡、次鏡及紫外/可見/近紅外分光鏡組成，實現(xiàn)對目標紫外、可見、近紅外、中波紅外及長波紅外光譜能量會聚。

紅外成像成譜光學(xué)子系統(tǒng)模塊由寬光譜中繼鏡、透鏡組1、可調(diào)空間可變透過率透鏡1、分光鏡2、透鏡組2、透鏡組3、分光鏡3、透鏡組4、透鏡組5及光譜放大模塊1組成；寬光譜中繼鏡將共口徑主光學(xué)系統(tǒng)透射的光線傳輸至透鏡組1，透鏡組1的出射光經(jīng)可調(diào)空間可變透過率透鏡1透射至分光鏡2，分光鏡2將由可調(diào)空間可變透過率透鏡透射的光透射至透鏡組2，剩余部分反射至透鏡組3，由透鏡組3透射的光經(jīng)分光鏡3部分透射至透鏡組4，剩余部分反射至透鏡組5，透鏡組2將目標區(qū)域大視場中波紅外光聚焦至中波紅外大視場探測器進行目標大視場中波紅外成像，透鏡組4將目標區(qū)域中視場中波紅外光聚焦至中波紅外中視場探測器進行目標中視場中波紅外成像，透鏡組5透鏡的光經(jīng)光譜放大模塊1放大后聚焦至紅外非成像寬光譜測譜單元進行目標小區(qū)域精密紅外光譜測量。

可見/近紅外成像成譜光學(xué)子系統(tǒng)模塊由分光鏡2、透鏡組6、可調(diào)空間可變透過率透鏡6、分光鏡4、透鏡組7、分光鏡5、透鏡組9、透鏡組10、光譜放大模塊2組成；分光鏡6將共口徑主光學(xué)系統(tǒng)模塊反射的可見/近紅外光反射至透鏡組6，透鏡組6的出射光經(jīng)可調(diào)空間可變透過率透鏡2透射至分光鏡4，分光鏡4將由可調(diào)空間可變透過率透鏡透射的光透射至透鏡組7，剩余部分反射至透鏡組8，由透鏡組8透射的光經(jīng)分光鏡5部分透射至透鏡組9，剩余部分反射至透鏡組10，透鏡組7將目標區(qū)域大視場可見/近紅外光聚焦至可見/近紅外大視場探測器進行目標大視場可見/近紅外成像，透鏡組9將目標區(qū)域中視場可見/近紅外光聚焦至可見/近紅外中視場探測器進行目標中視場可見/近紅外成像，透鏡組10透鏡的光經(jīng)光譜放大模塊2放大后聚焦至可見/近紅外光譜測譜單元進行目標小區(qū)域精密可見/近紅外光譜測量。

紫外成譜光學(xué)子系統(tǒng)由紫外反射鏡和透鏡組11組成；紫外反射鏡將可見/近紅外子光學(xué)系統(tǒng)透射的紫外光反射至透鏡組11，透鏡組11將目標區(qū)域紫外光譜聚焦至紫外測譜單元進行目標區(qū)域紫外光譜測量。

多模態(tài)協(xié)同信息處理與控制模塊由數(shù)據(jù)處理單元1和數(shù)據(jù)處理單元2組成；數(shù)據(jù)處理單元1包含大視場數(shù)據(jù)處理單元、中視場數(shù)據(jù)處理單元及小視場數(shù)據(jù)處理單元；數(shù)據(jù)處理單元2包含大視場數(shù)據(jù)處理單元、中視場數(shù)據(jù)處理單元、小視場數(shù)據(jù)處理單元及紫外測譜單元。

數(shù)據(jù)處理單元1對目標區(qū)域大視場中波紅外圖像數(shù)據(jù)、中視場中波紅外圖像數(shù)據(jù)及小視場精細紅外光譜測量數(shù)據(jù)進行融合處理，生成積分時間控制信號、光譜放大調(diào)制信號及透過率調(diào)制控制信號；中波紅外大視場探測器、中波紅外中視場探測器在積分時間控制信號作用下實時調(diào)整積分時間；光譜放大模塊1在光學(xué)放大調(diào)制信號作用下實時調(diào)整放大倍數(shù)；空間可尋址透過率調(diào)制模塊在透過率調(diào)制控制信號作用下，生成電壓控制信號；可調(diào)空間可變透過率透鏡1在該電壓控制信號的作用下，動態(tài)調(diào)整透過率。

數(shù)據(jù)處理單元2對目標區(qū)域可見/近紅外圖像數(shù)據(jù)、中視場可見/近紅外圖像數(shù)據(jù)、小視場精細可見/近紅外光譜測量數(shù)據(jù)及紫外光譜數(shù)據(jù)進行融合處理，生成積分時間控制信號、光譜放大調(diào)制信號及透過率調(diào)制控制信號；可見/近紅外大視場探測器、可見/近紅外中視場探測器在積分時間控制信號作用下實時調(diào)整積分時間；光譜放大模塊2在光學(xué)放大調(diào)制信號作用下實時調(diào)整放大倍數(shù)；空間可尋址透過率調(diào)制模塊在透過率調(diào)制控制信號作用下，生成電壓控制信號；可調(diào)空間可變透過率透鏡2在該電壓控制信號的作用下，動態(tài)調(diào)整透過率。

圖3所示，是實施例提供的雙波段成像關(guān)聯(lián)全光譜測譜的弱目標探測裝置的各視場分辨率參數(shù)示意圖。

如圖4所示，為應(yīng)用本發(fā)明雙波段成像關(guān)聯(lián)全光譜測譜的弱目標探測裝置對實際目標進行探測的功能示意圖。

如圖5所示，本發(fā)明提供了一種雙波段成像關(guān)聯(lián)光譜測譜的弱目標探測方法，具體包括如下步驟：

(1)控制大視場二維掃描轉(zhuǎn)鏡搜索目標區(qū)域；

(2)對目標區(qū)域進行一次紅外及可見、近紅外成像；若目標處于模態(tài)1：則進入步驟(5)，若處于模態(tài)2，則進入步驟(10)；

其中，模態(tài)1是指常規(guī)模態(tài)，模態(tài)2是指地球表面；

(3)對疑似目標區(qū)分段進行背景濾除；

(4)將地層水體的熱輻射空間分布(x，y，z)濾除；

(5)判斷目標區(qū)域光場是否處于傳感器響應(yīng)曲線的線性部位，若是則進入步驟(7)；若否，則進入步驟(6)；

(6)調(diào)整空間可變透過率透鏡的透過率參數(shù)，濾除空間中的強光區(qū)，獲得有效光場；

(7)判斷目標光場是否處于小于背景光場1～3個量級，若是，則進入步驟(8)若否則進入步驟(10)；

(8)調(diào)整可調(diào)空間可變透過率透鏡(fpa)的成像積分時間及光學(xué)放大模塊的放大系數(shù)；

(9)對有效光場進行積分處理，獲得二次成像的紅外及可見與近紅外圖像；

(10)對二次成像的紅外及可見與近紅外圖像進行分割處理，提取特征；

(11)采集目標紅外及可見與近紅外光譜特征信息；

(12)融合目標多視場紅外及可見與近紅外圖像及光譜數(shù)據(jù)；

(13)識別疑似目標，輸出目標類型。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。