目标多角度反射光谱实验室测量系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及多角度反射光谱测量技术领域，尤其涉及一种目标多角度反射光谱实验室测量系统，包括全封闭吸光观测棚，所述观测棚内设有光源支架、目标物搭载平台及光纤镜头搭载装置，所述光纤镜头搭载装置设于所述目标物搭载平台之上；所述光源支架靠近所述光纤镜头搭载装置布置。本实用新型采用全封闭吸光材料搭建观测室，消除了环境漫反射光对最终光谱数据的影响；采用可多角度精确调整光源照射几何的光源支架，可准确定位光源照射几何；采用可自动控制的光纤镜头搭载装置，包含可遥控的光纤镜头多角度视频监控云台及可自动调整方位的光纤镜头支架，可方便、准确的定位目标物观测几何。
【专利说明】
目标多角度反射光谱实验室测量系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及多角度反射光谱测量技术领域，尤其涉及一种目标多角度反射光谱实验室测量系统。
【背景技术】
[0002]以几何光学为基础的多角度定量遥感研究在环境、农业、生态等多个领域开展了很多研究和应用。对卫星遥感影像数据反演地表参数过程，需要大量的地面验证试验，研究人员采用同步或准同步卫星过境的地面光谱测量实验方式来验证卫星遥感数据和数学模型。在室外利用太阳光源和人工控制光谱测量仪器对目标物进行光谱测量，但还有部分实验，可以在实验室内，通过对太阳光源的模拟以及光谱仪器来进行测量，这种实验就需要设计出一套室内测量环境。
[0003]目前，实验室内开展多角度反射光谱的测量实验，一般采用简单机械式光源支架和光纤镜头支架组合的技术方案，该方案没能在一个完全消除了环境漫反射光的影响下进行，也无法严格控制光源的照射几何，在光谱仪镜头(光纤镜头)的控制上也都是以手动定位方式处理，获取的光谱数据通常包含较多噪音信息，在定量多角度遥感观测实验中，对光源和光纤镜头的控制也比较机械、繁琐，且很难保证照射和观测几何的精准度，对后期的数据处理和分析造成一定困难。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种目标多角度反射光谱实验室测量系统，以解决上述问题。
[0005]本实用新型提供了一种目标多角度反射光谱实验室测量系统，包括全封闭吸光观测棚，观测棚内设有光源支架、目标物搭载平台及光纤镜头搭载装置，光纤镜头搭载装置设于目标物搭载平台之上;光源支架靠近光纤镜头搭载装置布置；
[0006]光纤镜头搭载装置包括正圆形观测轨道，观测轨道上滑动连接有可遥控的平板轨道车，平板轨道车上设有L型光纤镜头支架，光纤镜头支架包括可自动伸缩的支架纵臂及与支架纵臂连接的支架横臂，支架纵臂与平板轨道车连接，支架横臂上设有可沿支架横臂自由移动的视频监控云台；视频监控云台用于搭载光纤镜头，并可通过无线遥控，在视频监控云台基准平面下半球空间内任意角度，通过光纤镜头观测置于目标搭载平台上的观测目标。
[0007]进一步，目标物搭载平台采用黑色消光漆均匀涂装的水平木板结构，搭载平面呈矩形，四角采用四根伸缩调整高度的圆柱形不锈钢支腿支撑，目标物搭载平台的搭载平面与观测轨道固定连接。
[0008]进一步，平板轨道车设有低速电机、电池仓及控制模块，电池仓内设有充电电池，用于给低速电机供电，控制模块用于通过WIFI无线控制平板轨道车的启停。
[0009]进一步，光纤镜头支架为铝合金支架。
[0010]进一步，视频监控云台由充电电池供电，可调整角度范围在水平O?355度，垂直O
?90度。
[0011]进一步，光源支架用于搭载光源，光源由光纤导光棒导出，光源支架包括底座和横臂，底座采用三脚架结构，横臂采用可调节角度和长度的铝合金杆结构，光纤导光棒固定于横臂的一端。
[0012]进一步，观测棚为由黑丝消光布搭建的立方体暗室。
[0013]进一步，观测棚内设有监控视频摄头。
[0014]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:采用全封闭吸光材料搭建观测室，消除了环境漫反射光对最终光谱数据的影响;采用可多角度精确调整光源照射几何的光源支架，可准确定位光源照射几何;采用可自动控制的光纤镜头搭载装置，包含可遥控的光纤镜头多角度视频监控云台及可自动调整方位的光纤镜头支架，可方便、准确的定位目标物观测几何。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型目标多角度反射光谱实验室测量系统的结构示意图；
[0016]图2是本实用新型目标多角度反射光谱实验室测量系统目标物搭载平台的结构示意图；
[0017]图3是本实用新型目标多角度反射光谱实验室测量系统观测轨道和平板轨道车的结构示意图；
[0018]图4是本实用新型目标多角度反射光谱实验室测量系统光纤镜头支架的结构示意图；
[0019]图5是本实用新型目标多角度反射光谱实验室测量系统光源支架的结构示意图；
[0020]图6是本实用新型目标多角度反射光谱实验室测量系统观测棚的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。
[0022]参图1至6所示，本实用新型提供了一种目标多角度反射光谱实验室测量系统，包括全封闭吸光观测棚I，观测棚I内设有光源支架2、目标物搭载平台3及光纤镜头搭载装置，光纤镜头搭载装置设于目标物搭载平台3之上;光源支架2靠近光纤镜头搭载装置布置;光纤镜头搭载装置包括正圆形观测轨道41，观测轨道41上滑动连接有可遥控的平板轨道车42，平板轨道车42上设有L型光纤镜头支架43，光纤镜头支架包括可自动伸缩的支架纵臂431及与支架纵臂431连接的支架横臂432，支架纵臂431与平板轨道车42连接，支架横臂432上设有可沿支架横臂432自由移动的视频监控云台433;视频监控云台433用于搭载光纤镜头，并可通过无线遥控，在视频监控云台433基准平面下半球空间内任意角度，通过光纤镜头观测置于目标搭载平台3上的观测目标。
[0023]本实施例提供的目标多角度反射光谱实验室测量系统，采用全封闭吸光材料搭建观测室，消除了环境漫反射光对最终光谱数据的影响;采用可多角度精确调整光源照射几何的光源支架，可准确定位光源照射几何;采用可自动控制的光纤镜头搭载装置，包含可遥控的光纤镜头多角度视频监控云台及可自动调整方位的光纤镜头支架，可方便、准确的定位目标物观测几何。该系统可通用于不同类型的观测目标，操作便捷，多角度观测时，空间几何参数准确，最大程度地消除了环境杂光对测量数据的影响，为后期是数据处理和分析奠定基础。
[0024]在本实施例中，目标物搭载平台3采用黑色消光漆均匀涂装的水平木板结构，搭载平面31呈60cm*90cm矩形，矩形，厚度3cm，四角采用四根伸缩调整高度的圆柱形不锈钢支腿32支撑，目标物搭载平台3的搭载平面31与观测轨道41固定连接，正圆形轨道采用PVC材料，与搭载平面木板采用螺钉33固定，可保证光纤镜头在搭载平面上半球范围内任意角度测量目标物。
[0025]在本实施例中，平板轨道车42设有低速电机421、电池仓及控制模块422，电池仓内设有充电电池423，用于给低速电机421供电，控制模块422用于通过WIFI无线控制平板轨道车42的启停。采用850毫安时镍氢充电电池及低速动力电机安装于平板轨道车平板仓内，12V低速直流电机转速60转/分，采用单路RS485控制继电器模块(控制模块422)，将RS485控制命令转化为I/O开关信号，电脑端控制软件通过WIFI发送I/O开关命令，继电器模块转化为相应的控制开关信号，控制低速动力电机的启停，进而控制平板轨道车在观测轨道上的启停，实现对光纤镜头观测方位的准确控制。平板轨道车橡胶轮抓握轨道，可以承受搭载的光纤镜头支架所产生的力臂。
[0026]在本实施例中，光纤镜头支架43为铝合金支架。支架纵臂431为可伸缩套管结构，图4中标号434为伸缩套筒连接处，可调整光纤镜头观测高度，纵臂高度调整范围为1cm?50cm，支架纵臂431与支架横臂432通过紧固件435连接。
[0027]在本实施例中，光纤镜头固定在可WIFI控制的轻量级视频监控云台433上，云台尺寸:5Cm*5Cm*4Cm，重量:125克。云台由850毫安时镍氢充电电池供电，可调整角度范围在水平O?355度，垂直O?90度，能够保证光纤镜头在云台基准平面下半球空间内任意角度观测置于搭载平台上的观测目标。
[0028]在本实施例中，光源支架2用于搭载光源23，光源由光纤导光棒导出，光源支架包括底座21和横臂22，底座21采用三脚架结构，横臂22采用可调节角度和长度的铝合金杆结构，光纤导光棒固定于横臂22的一端。
[0029]在本实施例中，观测棚I为由黑丝消光布搭建的的立方体暗室。
[0030]在本实施例中，观测棚I内吊装一个监控视频摄头11，可以在观测棚外实时观察棚内情况，暗室设计了电源和管线等线路的布线接口 12。
[0031]本发明包括目标物搭载平台(观测台)、观测轨道、光纤镜头支架(包含355度*90度光纤镜头WIFI控制云台)，光源支架(可手动调节光源高度、照射方向、照射角度)、全封闭吸光观测棚(带光纤、电源接口)、监控摄像头。所有部件，可采用黑色消光油漆涂装，以消除光线干扰。其中机电部分为:光纤镜头支架立于轨道车之上，充电电池供电的轨道车由低速电机驱动可沿观测轨道低速运行，并可由WIFI无线控制电机开关，以控制轨道车启停。光纤镜头控制云台(视频监控云台)由电机驱动可沿光纤支架横臂移动，光纤支架纵臂可自动伸缩调整高度，光纤镜头控制云台通过WIFI由控制平台软件进行操控，通过该结构，本发明能够通用于不同类型的观测目标，操作便捷。多角度观测时，空间几何参数定位准确。能够最大程度地消除环境杂光对测量数据的影响。
[0032]上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。
[0033]对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。
【主权项】
1.一种目标多角度反射光谱实验室测量系统，其特征在于，包括全封闭吸光观测棚，所述观测棚内设有光源支架、目标物搭载平台及光纤镜头搭载装置，所述光纤镜头搭载装置设于所述目标物搭载平台之上;所述光源支架靠近所述光纤镜头搭载装置布置； 所述光纤镜头搭载装置包括正圆形观测轨道，所述观测轨道上滑动连接有可遥控的平板轨道车，所述平板轨道车上设有L型光纤镜头支架，所述光纤镜头支架包括可自动伸缩的支架纵臂及与所述支架纵臂连接的支架横臂，所述支架纵臂与所述平板轨道车连接，所述支架横臂上设有可沿所述支架横臂自由移动的视频监控云台；所述视频监控云台用于搭载光纤镜头，并可通过无线遥控，在所述视频监控云台基准平面下半球空间内任意角度，通过光纤镜头观测置于所述目标搭载平台上的观测目标。2.根据权利要求1所述的目标多角度反射光谱实验室测量系统，其特征在于，所述目标物搭载平台采用黑色消光漆均匀涂装的水平木板结构，搭载平面呈矩形，四角采用四根伸缩调整高度的圆柱形不锈钢支腿支撑，所述目标物搭载平台的搭载平面与所述观测轨道固定连接。3.根据权利要求1所述的目标多角度反射光谱实验室测量系统，其特征在于，所述平板轨道车设有低速电机、电池仓及控制模块，所述电池仓内设有充电电池，用于给所述低速电机供电，所述控制模块用于通过WIFI无线控制所述平板轨道车的启停。4.根据权利要求1所述的目标多角度反射光谱实验室测量系统，其特征在于，所述光纤镜头支架为铝合金支架。5.根据权利要求1所述的目标多角度反射光谱实验室测量系统，其特征在于，所述视频监控云台由充电电池供电，可调整角度范围在水平O?355度，垂直O?90度。6.根据权利要求1所述的目标多角度反射光谱实验室测量系统，其特征在于，所述光源支架用于搭载光源，光源由光纤导光棒导出，光源支架包括底座和横臂，所述底座采用三脚架结构，所述横臂采用可调节角度和长度的铝合金杆结构，所述光纤导光棒固定于所述横臂的一端。7.根据权利要求1所述的目标多角度反射光谱实验室测量系统，其特征在于，所述观测棚为由黑丝消光布搭建的立方体暗室。8.根据权利要求7所述的目标多角度反射光谱实验室测量系统，其特征在于，所述观测棚内设有监控视频摄头。
【文档编号】G01J3/42GK205691231SQ201620519965
【公开日】2016年11月16日
【申请日】2016年5月31日 公开号201620519965.6, CN 201620519965, CN 205691231 U, CN 205691231U, CN-U-205691231, CN201620519965, CN201620519965.6, CN205691231 U, CN205691231U
【发明人】马茵驰, 丁文
【申请人】北京市水产科学研究所