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高光谱成像仪在植被伪装目标识别中的应用发表时间:2021-10-13 18:10 图1 变色龙软体机器人变色实验图 (来源:Nature Communications) 近日,韩国首尔大学等团队公开了“仿生变色龙软体机器人”成果,有望在军事等领域应用,基于伪装技术的不断升级,伪装识别系统也同样备受关注! 在过去的100年中,伪装在大多数国家和地区的军事行动中扮演了至关重要的角色。在军事中,伪装就是隐真与示假,隐真是通过主题对背景的仿真,从而使主体目标物隐藏在背景目标中,无法或者难以被发现。国防工程中,通过采用伪装网与复合材料等方法,进行仿形和仿颜色遮蔽来实现;例如,迷彩服,就是一种最传统的伪装方法。而示假是通过对真目标的仿真,用假目标迷惑观察者,比如,二战期间,苏联采用大量“木质坦克”来迷惑德军,使得德军不敢轻易急速进军。“仿”易于实现,一般只需外形相仿。“真”是要求性质上的相似。 植被环境背景下的作战,是最常见的战场模式,特别是在山区、丘陵、草原等地区的作战;因此植被背景下的伪装,是必须解决的反伪装技术之一。 需要用到的仪器 图2 真实场景 (A 为绿色的目标、B 为浅绿色塑料假草皮、C 为翠绿色塑料假草皮、D 为绿色雨衣、E 为老式伪装目标、F 为草地) 图3 可见光波段和短波红外光谱曲线 (可由ATP9110-25H测得) 图4 左为真实场景下可见光565nm波段的灰度图像; 右为真实场景下近红外1320波段的灰度图像 (可由ATH9500-4-17测得) 对比可见光与近红外高光谱波段伪装目标的伪装效果发现,可见光波段下,即使物体颜色相似,但是材料不同,光谱曲线变化率也会不一样;在近红外波段下,不同物体的光谱反射值存在较大差异,但是光谱曲线变化率相对较小。 图5 左是真实树叶,右为高仿绿色伪装网 我们采用全波段地物光谱仪(如奥谱天成的ATP9110-25H型全波段地物光谱仪),测得的高仿伪装网的光谱曲线在 400~1300 nm之间与灌木条叶面光谱曲线很相似,而且具有植被“红边”及可见光波段的绿色强反射峰等特征,在此波段区域不易于区分植被和伪装网光谱。这是一款非常优秀的高仿绿色伪装网。 图6 地物光谱仪(可用奥谱天成ATP9110-25测得)采集树叶和纯绿色伪装网光谱曲线图 图7 地物光谱仪(可用奥谱天成ATP9110-25)测得树叶和伪装网光谱曲线图 (叶绿素吸收、红边区域局部放大图) 从图中可以看出,高仿伪装网一样有红边效应,但是与真实的绿叶还是有差别的。另外,树叶有明显的叶绿素反射峰,而高仿伪装网则没有。 图8 基于探测与感知的伪装效果评估流程图 (可用ATH9500、ATH9500-4-17型无人机高光谱成像仪测得) 基于对目标的实时监控、搜索、侦察以提高战场情况的感知能力及提供打击效果评估的需要,美军希望利用高光谱成像具有较高空间分辨率及高光谱分辨率的特点,通过高光谱融合信息探测出可疑目标位置,引导高空间分辨率成像载荷对目标进行详细分类确认,开展了大量的高光谱军事应用研究项目HYMSMO。 图9 机载侦查实验图像 1994年10月~1995年10月美国先后进行了白沙导弹试验场沙漠辐射 Ⅰ 、 Ⅱ 试验,森林、城市辐射试验,岛屿辐射试验。以沙漠、森林、城市和岛屿等具有典型地貌的场景为背景环境,研究证实了高光谱成像对目标的可探测性。在进行真假目标、隐藏试验时,高光谱谱段数210个,波段范围0.42~5 μ m ,光谱分辨率10nm ,地面像元分辨率范围0. 75~3m 。图9为沙漠背景环境下,机载侦察试验对伪装的“飞毛腿”导弹发射车(图9 ( a )所示)拍摄的全色图(图9 ( b )所示)及高光谱图像(图9( c )所示),全色图像难以确定目标,但是高光谱图像特征明显。 图10 奥谱天成ATH9010无人机载高光谱飞行演示 随着科学技术的进步,遥感技术也得到了飞速发展,并日趋成熟。其所具有的全方位、多尺度、全天时、全天候及精细化成像等优点,使遥感侦察变得更加直接与准确,对发现疑似目标与揭露隐蔽目标也更为犀利。 遥感技术使传统伪装技术方法与装备器材受到了很大制约,对伪装技术的发展提出了更加严峻的挑战,迫使伪装技术另辟蹊径,寻求更为有效的应对措施与技术方法。 更多关于“高光谱”的应用,欢迎咨询! 4008-508-928 QQ咨询 紫外-可见-近红外分光光度计(UV-Vis-NIR),其扫描波段覆盖紫外光、可见光、近红外光区域,利用物质分子对紫外光、可见光、近红外光的吸收特性来进行定量、定性分析,在科研实验室以及工业领域是常见仪器之一。 前言:为什么物质有颜色?物质在光源 (如大阳光)提供的能量作用下,构成物质元素的原子中的电子,发生了以基态到激发态,又以激发态回到基态的跃迁,导致物质选择性地吸收或发射相应特定的光波,从而显示其特有的颜色。例如:大多数金属显银白色,是因为金属的能带上部存在大量的空轨道,并且相邻轨道之间的能量差值非常小。因此,任何波长的光子进入金属表面时,都能将金属内部的自由电子激发到能带上部的空轨道上,但电... 锂离子电池是一种高性能、轻便且可重复充电的电池技术,因其高能量密度而备受青睐,广泛应用于便携式电子设备和电动汽车等移动能源领域。随着对能源存储需求的不断增加,锂离子电池的性能优化和安全性成为研究的热点。在锂离子电池研究中,显微拉曼光谱仪已经成为一种强大的工具,它可以提供关于电池内部结构、化学成分和动力学过程的详细信息。本文将介绍显微拉曼光谱仪在锂离子电池研究中的应用,探讨其在电极材... 在生活和工业生产中,无论是原料还是半成品、成品,都含有一定的水,比如酒糟、粮食、烟草等。一定的含水量对物质保持形态、性状等具有重要意义。例如在食品领域,食品中的含水率高低会影响到食品的腐败和发霉,同时食品中的含水率高低对食品的鲜度、硬软性、流动性、呈味性等多方面有着重要的关系。常规的含水率烘干法存在测量时间比较长,测量比较繁琐。利用水分在近红处有吸收的原理进行含水率的测量是一种快速而简单的方... 研究相近产地大米的快速准确无损鉴别的方法能为鉴别地理标识大米提供理论和技术支持。拉曼光谱通过物质内部分子对可见单色光的散射强度..... 自1928年Raman现拉曼效应以来,拉曼光谱就成为检测分析物质结构的重要手段。拉曼光谱技术是一种检测分子振动以表征样品潜在化学结构的光谱技术。拉曼光谱技术广泛应用于检测固体和液体材料的化学成分,它可利用物质的光谱“指纹”信息,区分各种物质... 石墨烯被誉为“黑金”,轻得像空气,却又硬得像钢铁...... 拉曼光谱在石墨烯的层数表征方面具有独特的优势...... 【实测】奥谱天成手持拉曼ATR6600和显微拉曼光谱仪ATR8300-532/633 超微量分光光度计本身就是一类很重要的分析仪器,无论是物理学、化学、生物学、医学、材料学、环境学等科学研究领域,还是在化工、医药、环境检测、冶金等现代生产与管理部门都有很重要的应用。超微量分光光度计奥谱天成的全波长(190~1000 nm)超... 3#样品,无颜色区域,强度相对于有颜色即有膜... ... 4#样品,红色区域强度比淡黄色区域强度... ... 5#样品... ... 激光拉曼光谱是一种振动光谱技术,通过分子振动引发的拉曼效应,可以对钻探设备的油气特征进行很好地识别,以分辨故障... 寻求一门新的高科技 手段应用到森林资源监测、森林防火及林业执法中,已成为林业管理的一项迫在眉睫、亟待解决的重大课题 利用高光谱特性可以识别不同染病期的松木监测。并且与无人机进行结合,可以实现高效大面积森林的高效监测... 借助无人机高光谱手段,不仅可以对城市绿地进行提取,而且可以进一步分析植被的健康程度、病虫害以及含水量或易燃风险等等... 利用无人机在高空巡航和遥控地面端人工识别的的手段,可实现大面积水体的蓝藻遥感探测,为水质分析和水体环境保护提供技术支撑... 紫外-可见-近红外分光光度计(UV-Vis-NIR),其扫描波段覆盖紫外光、可见光、近红外光区域,利用物质分子对紫外光、可见光、近红外光的吸收特性来进行定量、定性分析,在科研实验室以及工业领域是常见仪器之一。
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