沈濱

摘要：隨著現(xiàn)代技術(shù)的不斷更新，人們更能較為準確的獲取相關(guān)的信息，通過一系列的高新技術(shù)，特別是無人機器行業(yè)在其中尤為突出，主要是無人機在國家的軍事領(lǐng)域和民生發(fā)展上具有一定得重要性，就定位方面做出了巨大貢獻。近幾年來，我國便對無人機飛機遙感器投入了的大量研發(fā)資金，也取得了相關(guān)的一些進展，其中我國主要是在多光譜無人機方面做主要的實驗研究，為了能得到較為好的成果，除了有好的處理技術(shù)還必須要有好的設(shè)備設(shè)施，文章就硅橡膠粘接元件對多光譜無人機成像配準效果影響分大致三個部分進行近一步的闡述，主要是硅橡膠對于粘接元件好處的性能，多光譜無人機成像配準的原理，硅橡膠對于粘接遙感器材的好處。

關(guān)鍵詞：硅橡膠;多光譜;無人機成像;配準

中圖分類號：TQ333.93 文獻標識碼：A 文章編號：1001-5922（2019）12-0181-04

圖象配準是圖像處理的最為重要的一步，它主要模仿了人的識別過程一記憶、觀察、比較判斷，這也是現(xiàn)代信息處理及人工智能這兩個領(lǐng)域較為核心的技術(shù)。就當前的而言，我們所采用的參考圖都是像一些可見的衛(wèi)片和航片，所以我們一般都采用多光譜圖象配準技術(shù)，除了要有好的技術(shù)之外，好的設(shè)備也會直接的影響我們最終的結(jié)果，在制造無人機時由于需要比較多的元件，所以一種好的粘接材料將會是我們獲取好數(shù)據(jù)至關(guān)重要的一步，所以我們就對硅橡膠在制造無人機領(lǐng)域所應(yīng)用的優(yōu)勢進行進一步的闡述。

1 硅橡膠粘接元件對多光譜無人機成像配準效果影響

由于現(xiàn)代社會的不斷發(fā)展和進步，我們對于信息的獲取能力也在隨之提高，方式、方法上也有了較為大的改進，這主要是我們對于技術(shù)的不斷的研發(fā)所導(dǎo)致的，在無人機制造行業(yè)中表現(xiàn)的尤為突出，一種名為硅橡膠的化學(xué)材料占據(jù)了市場的主導(dǎo)地位，因其具有較好的耐高溫、耐光老化、耐氧化和化學(xué)性質(zhì)較為穩(wěn)定等性能，這樣無人機便可在環(huán)境惡劣的地方進行拍攝我們所需要的場景圖像，除此之外，它還具有較好的電絕緣性，便于無人機的元件之間粘接時信號的穩(wěn)定傳輸，因此，具有這種性能材料不但應(yīng)用于我們的無人機的制造行業(yè)，像在航空航天、化工、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生和電子設(shè)備制造行業(yè)等各大領(lǐng)域都具有較為廣泛的應(yīng)用。下文就對于硅橡膠粘接元件對多光譜無人機成像配準這個話題做了如下兩個方面的闡述：硅橡膠對于粘接元件好處的性能，硅橡膠對于粘接遙感器材的好處。

1.1硅橡膠對于粘接元件好處的性能

在現(xiàn)代的無人機制造行業(yè)中，一種名為硅橡膠的化學(xué)材料占據(jù)了市場的主導(dǎo)地位，因其具有較好的耐高溫、耐光老化、耐氧化和化學(xué)性質(zhì)較為穩(wěn)定等性能，這樣無人機便可在環(huán)境惡劣的地方進行拍攝我們所需要的場景圖像，除此之外，它還具有較好的電絕緣性，便于無人機的元件之間粘接時信號的穩(wěn)定傳輸，因此，具有這種性能材料不但應(yīng)用于我們的無人機的制造行業(yè)，像在航空航天、化工、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生和電子設(shè)備制造行業(yè)等各大領(lǐng)域都具有較為廣泛的應(yīng)用，就我們現(xiàn)在市面上把硅橡膠分為HTV型硅橡膠（其中包括二甲基硅橡膠和甲基乙烯基硅橡膠兩大類），RTV型硅橡膠（其中包括單組分RTV型硅橡膠和雙組分RTV型硅橡膠兩大類），這兩大類其中又進行了二次分類，對于不同的情景將會有相應(yīng)的材料來進行應(yīng)用。

HTV型硅橡膠基本上都是用有機過氧化物硫化物，其中較為常見的便是過氧化二苯甲酰（BPO）這種有機過氧化物。首先我們先對HTV型硅橡膠中的二甲基硅橡膠進行進一步的分析，二甲基硅橡膠又名甲基硅橡膠，它也是硅橡膠中較為老的一種品種，就算是在零下的幾百度都可以保持其良好的彈性。它的外形是呈現(xiàn)無色透明狀的彈性體，一般都是采用具有較高的活性來對有機過氧化物進行一系列的硫化過程。當然，每一種材料都會有其相應(yīng)的缺點，對于這種無機材料，我們可以通過一些系列合成技術(shù)來對于他的性能進行改進，由于二甲基硅橡膠它具有較低的硫化活性，而且在高溫壓縮時會有變形大的情況，因此它便不適用于去制備厚制品，這主要是厚制品的硫化情況相對而言較難，除此之外，厚制品的內(nèi)層還會有起泡的現(xiàn)象，對于像這種情況，科研人員便在二甲基硅橡膠中加入了乙烯基這種物質(zhì)，從而使得其甲基乙烯基硅橡膠可以更為容易的進行交聯(lián)，這樣便可以制造出具有較好的力學(xué)性能的產(chǎn)品，因此，這種老的品種便被甲基乙烯基硅橡膠替代了。

第二種便是HTV型硅橡膠中的甲基乙烯基硅橡膠，甲基乙烯基硅橡膠的學(xué)名是乙烯基硅橡膠，這種無機材料是由二甲基硅氧烷及較少的乙烯基硅氧烷共痛聚合而來的，主要是像這種的橡膠因為其具有少量的乙烯基側(cè)鏈，所以相比于二甲基硅橡膠就更容易硫化，除此之外，它還有其它更多類型的過氧化物來供其硫化，通過像這種方式便可以大大的減少過氧化物因其用量的問題而對甲基乙烯基硅橡膠性能的影響，就其和二甲基硅橡膠相比較而言，通過從中添加含有較少的乙烯基硅橡膠便可解決壓縮永久變形（壓縮永久變形：指的是低壓縮變形就給予密封件好的高溫支撐性，這也就是O型圈和墊圈等具有的良好性能之一）的問題。甲基乙烯基硅橡膠因其具有較好的工藝性質(zhì)，在制造厚制品的時候便可以壓出、壓延半成品使得其表面較為的光滑，除此之外，它的操作也是相當?shù)姆奖愫涂旖?，所以便成為了目前市面上?jīng)常使用的一種硅橡膠。

最后的一個大類便是RTV型硅橡膠，其在化學(xué)界的定義是是一種端基具有羥基或者乙酰氧基的硅橡膠，它的Mo含量較低，RTV型硅橡膠一般在常溫都是呈現(xiàn)黏稠狀流體的，同時在常溫便會硫化。使其硫化的硫化劑就是正硅酸乙酯。同樣的像這種無機材料在其中添加合適的硫化劑、補強劑和催化劑（添加催化的原因是空氣中的水分會與像正硅酸乙酯等一系列的添加劑發(fā)生反應(yīng)，從而便可能影響最后的成品），通過常溫下因硫化而變成彈性體化學(xué)反應(yīng)后，便會得到具有介電性能、耐寒性和耐熱性的產(chǎn)物，然而，這其中還是會有相應(yīng)的缺點，它的力學(xué)強度相較而言是低的，因此便會限制他的使用范疇，僅可使用于涂敷膠料和澆鑄這兩個方面，當然這也會針對于我們在制造無人機粘接元件時會做相應(yīng)部位的調(diào)整。其中的單組分RTV型硅橡膠就是用含乙酰氧基的端基的補強劑和硅橡膠，再和合適的助劑聚合而成的新型無機材料;由于它比較容易被氧化，因此在用的時候就必須加入與之相匹對的催化劑，所以要得到相應(yīng)的彈性體只需要從包裝袋中取出單組分RTV型硅橡膠，單組分RTV型硅橡膠會因和空氣中水分發(fā)生，而會有像交聯(lián)反應(yīng)等一系列的化學(xué)反應(yīng)，從而得到我們所需要的彈性體。

對于像這種硅橡膠，特別是對塑料、金屬和玻璃等等都有好的粘接，當然它也有缺，在這其中硫化反應(yīng)會常常有醋酸這種腐蝕金屬的物質(zhì)產(chǎn)生，因此會導(dǎo)致我們所粘接的無人機的金屬表面會因腐蝕而受損，就因為這個原因所以我們一般都把他運用在密封、嵌縫等領(lǐng)域。RTV型硅橡膠中還有一種名為雙組分RTV型硅橡膠，他的構(gòu)成與單組分RTV型硅橡膠的構(gòu)成大致都一樣，同樣在配制時都必須添加相應(yīng)的催化劑，而這里通常使用的硫化劑一般是有機錫鹽，在反生的硫化反應(yīng)時，具有端羥基的硅橡膠和硫化劑在催化劑的催化下，從而使含端羥基的硅橡膠和硫化劑發(fā)生脫醇的縮合反應(yīng)，通過這種反應(yīng)來形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)，在反應(yīng)的過程中，可以通過調(diào)節(jié)催化劑和硫化劑的相對含量，來調(diào)節(jié)硫化的速率，這樣便可以控制在硫化反應(yīng)中生成的醇類等物質(zhì)在硫化膠的擴散逸出的速率。

1.2橡膠對于粘接遙感器材的好處

橡膠有多種，然而我們這里就僅對幾種較為典型的橡膠來進行闡述，其中像HTV類型的硅橡膠就有良好的耐臭氧性、耐老化、耐高低溫等等性能，這對于我們所制造的無人機便可以在較為惡劣的環(huán)境中進行場景圖像的采集，還有哪便是它還具有良好的電氣絕緣性、生理惰性、憎水性和防潮性等等優(yōu)良性能，這對于海洋測繪行業(yè)獲取更為精確的數(shù)據(jù)打下了一個堅實的基礎(chǔ)，在我們的地球中常常會有高壓地帶，對此。我們的科研人員便對此研發(fā)了一種名為二甲基硅橡膠的無機材料，此種材料由于添加了乙烯基硅橡膠，從而便可以抵抗高壓的環(huán)境，不會發(fā)生壓縮變形的情形，使用這種材料粘接無人機的元件，就可以使其各個部件不會因壓縮變形的原因而發(fā)生機器內(nèi)部的元件位置的偏移，另外一種那便是甲基乙烯基硅橡膠，它相較與其他橡膠具有良好的工藝性質(zhì)，在我們制作較厚的成品時，就可以將半成品的表面壓出或壓延的更為光滑，而且其還有好的方便性和快捷性，最后一種那便是RTV型硅橡膠，相比而言，它的性能就被前面幾種所替代，當然，這種橡膠的介電性能、耐寒性和耐熱性都是比前面的幾種好的多。

2 多光譜無人機成像配準的原理

我們所說的光譜圖象配準，其定義是將兩個不同類型和波段的光譜（如典型的紅外線和可見光）的傳感器在同樣的景物拍攝下的兩幅圖像通過相關(guān)的軟件在空間上進行對準，從而來判定這個兩幅圖像之間相對位移的過程，就在我們研究飛行器數(shù)字式景像匹配制導(dǎo)系統(tǒng)時，最為關(guān)鍵的一個技術(shù)便是圖像配準，這種圖像配準的系統(tǒng)就是將預(yù)先拍攝較好的航片和衛(wèi)片來作為參考圖，再儲存在計算機上，而對于用無人機在飛行過程中拍攝時獲取的地面靜物圖來作為實時圖，然后將實時圖和參考圖進行配準，通過這種方式從而來確定飛行器的具體方位。就我國當前的圖像匹配制導(dǎo)和導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展，如果要提高飛行器的抗干擾能力、環(huán)境的適應(yīng)性和戰(zhàn)斗中的突防能力，在目前，最為新型的制導(dǎo)和探測系統(tǒng)基本上都是采用的多傳感器組合的形式，從原來的單一的可見光探測系統(tǒng)轉(zhuǎn)向了多光譜探測系統(tǒng)，這其中的原因主要是紅外的探測系統(tǒng)具有較好的抗干擾能力、好的隱蔽性和高的靈敏度和空間分辨率等等一系列的好處，因此所使用的探測系統(tǒng)一般是可見光和紅外復(fù)合。無人機載多光譜成像儀是由上海的技術(shù)物理研究院所研發(fā)一種新型無人機設(shè)備，又和名為青島天驕公司的SE-1機型的無人機進行聯(lián)合制作而成，這種設(shè)備主要是應(yīng)用于海洋遙感監(jiān)測系統(tǒng)，其儀器具備體積小、重量輕和自主的運行能力強等優(yōu)良性能，成像儀用的是多路CCD攝像頭來進行同步成像，除此之外，要獲取多光譜圖像，就得在每一個探測器鏡頭前配有相應(yīng)的不同波段的窄帶帶通干涉濾光片，在不同的環(huán)境下還要有相應(yīng)的替換操作。鏡頭處理完后，還必須要有一個堅固的平臺，這將會直接影響到我們所獲取的場景圖像精度，所以機器上一般采用多路獨立光學(xué)系統(tǒng)使其矯正的精度會有所較大的提升。當然，這也不會避免有較差的圖像產(chǎn)生，那么，這也只能通過后期的處理技術(shù)來進行修正，對于圖像矯正，我們會根據(jù)其不同波段來進行圖像的配準，其矯正的一個方式便是在同一個時刻來采取各個波段圖像的一個基準，而對于其余的各個波段圖像做相應(yīng)的幾何校正，其中幾何校正通常被分為直接法和間接法，這兩種，其中所用到的公式如下：

式中：x.y是原始畸變圖像空間中的像元坐標;ηε是x·y在校正圖像空間中對應(yīng)的像元坐標，稱作x·y的共軛點?？捎枚Sm階多項式來逼近p﹣1、q﹣1。

通過這些運算后，就得對鄰近的像元點的灰度值進行插值處理，我們比較常用的內(nèi)插法是最近鄰點法、雙線性法和三次卷積法等等，這第一步完成后，就可以進行CPP的生成了，這個實驗要求必須在暗室中進行，具體的操作流程如下的流程圖：

由于其背景的灰度值小，日標灰度值較高，目標分度分部又較好的對稱性，所以我們便采用灰度中心的方法來進行對小孔像的坐標做相應(yīng)的亞像素定位，其公式如下：

灰度圖像I（i，j）中目標S的灰度重心（x0，y0）為：

當像素點比較的大的時候，可采用四個相鄰最亮的像素組成矩陣，查詢圖像中灰度值較高的3個點I2≤I1≤I0，并找出這三個點的2×2的像素矩陣，重而來計算它的灰度中心坐標，再通過灰度重心法算校正基準所需的波段和需要校正圖像的小孔成像的中心坐標，這樣就可以得到一組CPP（像元控制點），把成像儀調(diào)整到合適的位置，這樣就可以使得小孔成像落在另外的位置上，重而得到另外的一對CPP，再重復(fù)的進行這樣的操作，調(diào)整成像儀的位置使得光點均勻的分布，倘若3個點沒有在像素的矩陣里，就可以不用再計算了，通過微調(diào)成像儀支架和成像儀的位置再嘗試一次操作。

3 總結(jié)

文章通過對不同類型的橡膠進行不同方面的比較，從而來對無人機在不同的環(huán)境下使用其對應(yīng)種類的橡膠，其中本文主要是是對HTV型硅橡膠（其中包括二甲基硅橡膠和甲基乙烯基硅橡膠兩大類），RTV型硅橡膠（其中包括單組分RTV型硅橡膠和雙組分RTV型硅橡膠兩大類），這幾種類型進行闡述，而第二個部分，對多光譜無人機成像配準的原理進行了近一步的描述，兩個部分進行對應(yīng)，從根本上來解釋了硅橡膠粘接原件對多光譜無人機成像配準效果影響，這樣也可以使得我們的測繪人員在進行工作時選擇適合其項目的多光譜無人機，從而得到更為優(yōu)良的場景圖像數(shù)據(jù)。

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