本实用新型涉及图像传感器的辐射定标领域，特别涉及一种机载辐射校正装置及系统。
背景技术：
遥感数据的辐射校正是遥感数据定量化的基本环节，只有通过辐射校正才能得到传感器对应像元、地物的实际辐射亮度值与传感器本身的相对值之间的关系，进而对计算结果进行验证和修正。
目前使用最广泛的辐射定标方法为利用已知标准反射体的辐射特性修正待测目标的辐射特性，或利用地物光谱仪获取地物反射率及太阳辐照度，进而实现辐射校正的目的。但是由于轻小型无人机飞行高度低，所搭载的传感器画幅较小，若使用这种辐射定标方法，则需大面积铺设反射板，且地面铺设靶板的方式只适合针对空旷环境目标的对地观测
在现存的消费级多光谱传感器中，sequoia和maia多光谱传感器配有可安置在无人机机身顶部的太阳光辐射传感器，可通过配套的后处理软件获得多光谱传感器各波段对应的辐照度值，实现了机载实时校正，但是在动态飞行过程中，由于存在环境光变化较大的情况，辐射传感器的数据一致性会受到影响，且辐射传感器所得到的是所有光源的辐照度总和，不代表环境光成分，存在一定的局限性，导致后续的校正误差较大。
技术实现要素：
本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术的对无人机采集的环境影像进行校正的方法误差较大的缺陷，提供一种机载辐射校正装置及系统。
本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种机载辐射校正装置，所述机载辐射校正装置固设于飞行器的顶部，所述机载辐射校正装置包括装置控制器、反射本体、至少两个入射本体和设于每个入射本体上的成像模块；
所述装置控制器与所述成像模块电连接；
所述入射本体和所述反射本体连接，且每个入射本体与所述反射本体具有一夹角；
所述反射本体设有漫反射板，所述漫反射板用于将外部光源反射至所述成像模块；
所述装置控制器用于发送采集指令时至所述成像模块；
所述成像模块用于在接收到所述采集指令时获取由反射的外部光源生成的反射影像并发送至所述装置控制器。
较佳地，所述机载辐射校正装置还包括第一连接装置；
所述第一连接装置分别与所述反射本体和所述入射本体连接；
所述第一连接装置用于调节所述反射本体和所述入射本体之间的夹角。
较佳地，所述反射本体上设有一凹槽，所述漫反射板可抽取式的嵌设于所述凹槽内。
较佳地，所述机载辐射校正装置还包括第二连接装置，所述第二连接装置包括可拆部和旋转锁紧部；
所述反射本体设于所述第二连接装置上；
所述第二连接装置通过所述可拆部与所述飞行器连接；
所述旋转锁紧部用于调节设于所述第二连接装置上的反射本体与水平面的夹角。
较佳地，所述夹角的取值范围为30°～45°。
较佳地，所述成像模块包括光纤、滤光镜、微透镜和感光传感器；
经过所述漫反射板反射的外部光源经过所述光纤、所述滤光镜和所述微透镜传输至所述感光传感器，并在所述感光传感器上成像。
一种机载辐射校正系统，所述机载辐射校正系统包括机载控制器、机载拍摄设备和如上所述的机载辐射校正装置；
所述机载拍摄设备固设于所述飞行器的底部；
所述机载控制器用于同时发送所述采集指令至所述装置控制器和所述机载拍摄设备；
所述机载拍摄设备用于根据所述采集指令获取拍摄影像并发送至所述机载控制器；
所述装置控制器用于获取所述反射影像并发送至所述机载控制器。
较佳地，所述机载拍摄设备为多光谱相机。
较佳地，所述机载拍摄设备和所述机载辐射校正装置的感光传感器规格相同。
本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型的机载辐射校正装置安置于飞行器顶部，与安装在飞行器底部的机载拍摄设备采用相同规格的感光传感器，能实现多光谱相机的成像装置在作业曝光的同时，同步采集机载窄带宽多光谱相机所处的环境下，对应波段的反射影像，进而获取其辐亮度值数据，并根据该辐亮度值数据修正多光谱相机所获取的环境影像的辐射特性，机载辐射校正装置和机载拍摄设备可观测的波段一一对应，且具有统一的时间时空基准，进而可以实现在同一标准光源下辐射校正作业。
附图说明
图1为本实用新型实施例1的机载辐射校正装置的第一结构示意图。
图2为本实用新型实施例1的机载辐射校正装置的第二结构示意图。
图3为本实用新型实施例2的飞行器的第一结构示意图。
图4为本实用新型实施例2的飞行器的第二结构示意图。
具体实施方式
下面列举实施例并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。
实施例1
一种机载辐射校正装置，如图1-2所示，所述机载辐射校正装置1固设于飞行器的顶部(参见图3)，所述机载辐射校正装置1包括装置控制器(图中未示出)、反射本体11、至少两个入射本体12和设于每个入射本体12上的成像模块13；
所述装置控制器与所述成像模块13电连接；
所述入射本体12和所述反射本体11连接，且每个入射本体12与所述反射本体11具有一夹角；所述夹角的取值范围为30°～45°，此时成像模块13能最大限度的接收反射光源；
所述反射本体11设有漫反射板14，所述漫反射板14用于将外部光源反射至所述成像模块13，该漫反射板14为具有一定朗伯特性标准漫反射板14材，用以反射环境中的光源，也即太阳光。朗伯特性是指辐射面源射向各个方向的辐射亮度是不同的，具有方向性，若是辐亮度不随方向变化，这类辐射体就称为伯朗体。目前，漫反射板14材涂层使用常见的复合式漫反射涂层材料包括spectralon、infragold、permaflect等，其主要成分包括硫酸钡、聚四氟乙烯、水基乙烷以及其它合成化学成分等，不同材料具有不同的反射率；
所述装置控制器用于发送采集指令时至所述成像模块13；
所述成像模块13用于在接收到所述采集指令时获取由反射的外部光源生成的反射影像并发送至所述装置控制器。
本实施例中，所述机载辐射校正装置1还包括第一连接装置15和第二连接装置16；
所述第一连接装置15分别与所述反射本体11和所述入射本体12连接；
所述第一连接装置15用于调节所述反射本体11和所述入射本体12之间的夹角。
所述第二连接装置16包括可拆部161和旋转锁紧部162；
所述反射本体11设于所述第二连接装置16上；
所述第二连接装置16通过所述可拆部161与所述飞行器连接；
所述旋转锁紧部162用于调节设于所述第二连接装置16上的反射本体11与水平面的夹角。
其中，快拆部可实现该装置与飞行器平台的快速拆装。确定任务航线后，根据飞行器在航线中的航向角、飞行前的太阳高度角、太阳方位角，可通过旋转锁紧机构调整装置安装面，确保装置在航线中与太阳入射方向保持最佳角，并使反射本体11获得较高的太阳辐射。
另外，不同材料的漫反射板14具有不同的反射率，因此，为了便于用户根据不同场景应用需求，装设不同反射率的漫反射板14，本实施例中，所述反射本体11上设有一凹槽，所述漫反射板14可抽取式的嵌设于所述凹槽内，其中凹槽可以是滑槽，反射本体11通过该滑槽滑入并固定于反射本体11上，凹槽也可以是卡扣式的槽，反射本体11嵌设于所述卡扣式的槽内。
本实施例中，所述成像模块13包括光纤、滤光镜、微透镜和感光传感器；
经过所述漫反射板14反射的外部光源经过所述光纤、所述滤光镜和所述微透镜传输至所述感光传感器，并在所述感光传感器上成像。
具体的，成像模块13可采用点阵成像阵列或面阵成像阵列，用户可自行选择。其中，点阵成像装置，由于光纤集束体积小，因此点阵成像装置可以轻量化，便于集成；面阵成像装置，从装置组成与成像性能上与机载端一致，所以在数据的处理中，能减少系统差异带来的影响，可信度较高。
需要说明的是，在飞行器的动态飞行过程中，由于存在环境光变化较大的情况，为保证在不同的飞行姿态和航线中，机载辐射校正装置1的设备不要有遮挡，入射本体12取两个，位于反射本体11两侧，对称分布。
实施例2
一种机载辐射校正系统，如图3-4所示，所述机载辐射校正系统包括机载控制器(图中未示出)、机载拍摄设备2和如实施例1所述的机载辐射校正装置1，所述机载拍摄设备2为多光谱相机，所述机载拍摄设备2和所述机载辐射校正装置1的感光传感器规格相同；
所述机载拍摄设备2固设于所述飞行器的底部；
所述机载控制器用于同时发送所述采集指令至所述装置控制器和所述机载拍摄设备2；
需要说明的是，机载辐射校正装置1和机载拍摄设备2，以gps时间为时间基准，且同步采集，机载拍摄设备2在摄站获取影像的同时，机载辐射校正装置1完成一次采集。进行校正时，在预处理阶段首先需要根据gps授时获得的时间戳对准二装置获取的影像数据。
所述机载拍摄设备2用于根据所述采集指令获取拍摄影像并发送至所述机载控制器；
所述装置控制器用于获取所述反射影像并发送至所述机载控制器。
需要说明的是，进行校正时，安装好机载辐射校正装置1，并进行参数设置，确保成像模块13和成像模块13的感光元件性能参数(尺寸、像素数和信噪比等)与成像参数(感光速度、曝光补偿、快门和白平衡等)保持一致。
机载控制器同步发送采集指令至机载辐射校正装置1和机载拍摄设备2，机载辐射校正装置1的装置控制器在接收到采集指令时，则控制成像模块13获取反射影像，机载拍摄设备2同步采集拍摄影像，进而根据获取的反射影像对同步获取的拍摄影像进行辐射校正。
本实施例中，机载辐射校正装置安置于飞行器顶部，与安装在飞行器底部的机载拍摄设备采用相同规格的感光传感器，能实现多光谱相机的成像装置在作业曝光的同时，同步采集机载窄带宽多光谱相机所处的环境下，对应波段的反射影像，进而获取其辐亮度值数据，并根据该辐亮度值数据修正多光谱相机所获取的环境影像的辐射特性，机载辐射校正装置和机载拍摄设备可观测的波段一一对应，且具有统一的时间时空基准，实现在同一标准光源下辐射校正作业。
虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。
1.一种机载辐射校正装置，其特征在于，所述机载辐射校正装置固设于飞行器的顶部，所述机载辐射校正装置包括装置控制器、反射本体、至少两个入射本体和设于每个入射本体上的成像模块；
所述装置控制器与所述成像模块电连接；
所述入射本体和所述反射本体连接，且每个入射本体与所述反射本体具有一夹角；
所述反射本体设有漫反射板，所述漫反射板用于将外部光源反射至所述成像模块；
所述装置控制器用于发送采集指令时至所述成像模块；
所述成像模块用于在接收到所述采集指令时获取由反射的外部光源生成的反射影像并发送至所述装置控制器。
2.如权利要求1所述的机载辐射校正装置，其特征在于，所述机载辐射校正装置还包括第一连接装置；
所述第一连接装置分别与所述反射本体和所述入射本体连接；
所述第一连接装置用于调节所述反射本体和所述入射本体之间的夹角。
3.如权利要求1所述的机载辐射校正装置，其特征在于，所述反射本体上设有一凹槽，所述漫反射板可抽取式的嵌设于所述凹槽内。
4.如权利要求1所述的辐射校正装置，其特征在于，所述机载辐射校正装置还包括第二连接装置，所述第二连接装置包括可拆部和旋转锁紧部；
所述反射本体设于所述第二连接装置上；
所述第二连接装置通过所述可拆部与所述飞行器连接；
所述旋转锁紧部用于调节设于所述第二连接装置上的反射本体与水平面的夹角。
5.如权利要求1所述的机载辐射校正装置，其特征在于，所述夹角的取值范围为30°～45°。
6.如权利要求1所述的辐射校正装置，其特征在于，所述成像模块包括光纤、滤光镜、微透镜和感光传感器；
经过所述漫反射板反射的外部光源经过所述光纤、所述滤光镜和所述微透镜传输至所述感光传感器，并在所述感光传感器上成像。
7.一种机载辐射校正系统，其特征在于，所述机载辐射校正系统包括机载控制器、机载拍摄设备和如权利要求1-6中任意一项所述的机载辐射校正装置；
所述机载拍摄设备固设于所述飞行器的底部；
所述机载控制器用于同时发送所述采集指令至所述装置控制器和所述机载拍摄设备；
所述机载拍摄设备用于根据所述采集指令获取拍摄影像并发送至所述机载控制器；
所述装置控制器用于获取所述反射影像并发送至所述机载控制器。
8.如权利要求7所述的机载辐射校正系统，其特征在于，所述机载拍摄设备为多光谱相机。
9.如权利要求7所述的机载辐射校正系统，其特征在于，所述机载拍摄设备和所述机载辐射校正装置的感光传感器规格相同。
技术总结