一种多参数植被指数光学探测装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及植被指数监测技术领域，尤其设及一种多参数植被指数光学探测 装置领域。
【背景技术】
[0002] 目前，归一化植被指数（NDVI)、叶面积指数（LAI)、生物量度iomass)、植株单位面 积叶绿素（CHL)及氮素（脚含量是反映农作物长势和营养信息的重要参数，在植物群体生 长状况及施肥需求量等方面具有重要的应用。因此能够便携主动的获取运些参数在农业生 产及科研中具有重要的意义。
[0003] 植被在红光波段有很强的吸收特性，在近红外波段具有很强的反射特性，因此可W通过不同波段光谱反射率组合，获取多个植被指数。现有技术手段中植被指数获取主要 手段有成像技术和非成像技术。成像技术多应用航空遥感及航天遥感，通过成像光谱仪，高 空获取目标的成像光谱。航空航天遥感是监测全球植被的有效手段，根据植被的成像光谱 特性，将可见光与近红外光波段进行组合，获取各种植被指数。航空航天遥感虽然能够监测 全球植被变化，但是易受天气条件的影响，并且精度低成本高、操作复杂，使得利用其获取 植被指数的时候，需要依赖天气及专业技术人员操作，效率低下。非成像技术获取植被指 数，通常使用国外进口的地物光谱仪，通过测量太阳光在漫反射标准白板与植被上的反射 光谱，计算提取所需波段的光谱反射率，组合不同波段的光谱反射率，计算获取各种植被指 数。相对于成像技术，虽然地物光谱仪获取植被指数精度较高，操作容易，但其高成本、体积 大、质量重等因素也限制了其在农业上的应用。现有的主动便携式归一化植被指数探测仪 器虽然能够在不受自然光的影响下主动的获取归一化植被指数，但是光路设计中大多采 用发光二极管、狭缝技术及平凸柱面透镜结合获取均匀的条形光带，光路设计复杂，结构不 宜组装，加上使用的波段个数有限，获取的植被指数较为单一。
[0004] 因此，针对W上不足，需要提供一种多参数植被指数光学探测装置。 【实用新型内容】
[0005] (一）要解决的技术问题
[0006] 本实用新型要解决的技术问题是解决现有技术不能同时探测获取多个植被指数、 成本高、操作复杂及易受外界环境光影响的问题。
[0007] (二）技术方案
[0008] 为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种多参数植被指数光学探测装置， 其特征在于，包括：光学探头、预处理模块、壳体及平凸透镜，所述光学探头包括光学探头机 械外壳及四个激光光源，所述壳体设置于所述光学探头机械外壳上，所述激光光源对应于 所述平凸透镜设置于光学探头机械外壳内，所述预处理模块设置于所述壳体上，所述平凸 透镜设置于所述光学探头机械外壳上，所述平凸透镜用于接收反射回来的光信号。
[0009] 优选的，所述预处理模块包括通信模块、采集显示模块及信号处理模块，所述预处 理模块对光信号进行预处理。
[0010] 优选的，所述激光光源包括：激光光源外壳，弹黃，螺纹平凸圆透镜，及设置于激光 光源外壳两端的激光二极管及波浪透镜，所述螺纹平凸圆透镜设置于所述激光二极管与波 浪透镜之间，所述弹黃设置于所述激光二极管与螺纹平凸圆透镜之间。
[0011] 优选的，多参数植被指数光学探测装置包括四个所述激光光源在同一个平面内； 所述四个激光光源W波浪透镜为中屯、等间距排布。
[0012] 优选的，所述激光光源W所述波浪透镜的中屯、为旋转中屯、在与四个所述激光光源 所形成的平面相垂直的平面内旋转。
[0013] 优选的，所述激光光源W所述波浪透镜的中屯、为旋转中屯、在与四个所述激光光源 所形成的平面内旋转。
[0014] 优选的，所述激光光源的光谱宽带不高于20nm。
[0015] 优选的，所述还包括支撑架，所述支撑架分别与壳体、光学探头机械外壳相连。
[0016] 优选的，所述支撑架的材质为不诱钢。
[0017] 优选的，所述多参数植被指数光学探测装置，还包括电源模块，所述电源模块为整 个系统供电，采用蓄电池或者裡电池。 阳0化](S)有益效果
[0019] 本实用新型的上述技术方案具有如下优点：本实用新型多参数植被指数主动式 探测装置，包括：光学探头、通信模块、采集显示模块、信号处理模块、壳体及平凸透镜，所 述光学探头包括光学探头机械外壳及四个激光光源，所述壳体设置于所述光学探头机械外 壳上，所述激光光源对应于所述平凸透镜设置于光学探头机械外壳内，所述通信模块、采集 显示模块及信号处理模块设置于所述壳体上，所述平凸透镜设置于所述光学探头机械外壳 上，所述平凸透镜8用于接收反射回来的光信号。本实用新型可实现对归一化植被指数、叶 面积指数、生物量、植株单位面积叶绿素及氮素含量的多参数实时探测，解决了不能同时探 测获取多个植被指数、成本造价高、操作复杂及易受外界环境光影响的问题。
【附图说明】
[0020] 图1是本实用新型实施例多参数植被指数光学探测装置原理结构图；
[0021] 图2是本实用新型实施例激光探头结构示意图；
[0022] 图3是本实用新型实施例激光光源的结构示意图；
[0023] 图4是本实用新型实施例激光光源空间偏转方位示意图；
[0024] 图5是本实用新型实施例支撑架结构示意图。
[00巧]图中：1 :光学探头；2 :支撑架；3 :通信模块；4 :采集显示模块；5 :电源模块；6 : 信号调理模块；7 :壳体；8 :平凸透镜；9 :激光光源；9a:第一激光光源；9b:第二激光光源； 10 :光学探头机械外壳；11 :激光二极管；12 :弹黃；13 :螺旋平凸圆透镜；14 :波浪透镜； 15 :激光光源外壳；16 :第一螺丝孔；17 :卡片；18 :第二螺丝孔；19 :托片；20 :支撑片；21 : 预处理模块。
【具体实施方式】
[00%] 在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语"中屯、"、"纵向"、"横向"、"上"、"下"、 "前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、""内"、"外"等指示的方位或位置关系 为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指 示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、W特定的方位构造和操作，因此不能理 解为对本实用新型的限制。此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示 或暗示相对重要性。
[0027]在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语"安 装"、"相连"、"连接"应做广义理解，例如，可W是固定连接，也可W是可拆卸连接，或一体 地连接；可W是机械连接，也可W是电连接；可W是直接相连，也可W通过中间媒介间接相 连，可W是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可W具体情况理解上述 术语在本实用新型中的具体含义。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，"多个"的 含义是两个或两个W上。
[0028]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新 型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描 述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实 施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都 属于本实用新型保护的范围。
[0029] 如图1、图2所示，本实用新型实施例提供的一种多参数植被指数光学探测装置， 其特征在于，包括：光学探头1、预处理模块21、壳体7及平凸透镜8,所述光学探头1包括 光学探头机械外壳10及四个激光光源9,所述壳体7设置于所述光学探头机械外壳10上， 所述激光光源9对应于所述平凸透镜8设置于光学探头机械外壳10内，所述预处理模块21 设置于所述壳体7上，所述平凸透镜8设置于所述光学探头机械外壳10上，所述平凸透镜 8用于接收反射回来的光信号。
[0030]优选的、所述预处理模块21包括通信模块3、采集显示模块4及信号处理模块6， 所述预处理模块21对光信号进行预处理，所述光学探头1负责产生照射植被区域一致均匀 的条形光带和完成植被反射光谱的接收聚焦功能；光学探头1通过支撑架2与壳体7固定 链接，使其整体结构稳定，稳定性高，便于装置安装在其他设备上；信号调理模块6负责转 换光学探头1聚焦的反射光谱信号为电信号，并完成相应的信号滤波、放大等信号调理功 能。
[0031]优选的，所述采集显示模块4负责信号调理模块6处理完成的电信号的采集， 并计算各个波段的反射率，根据内置的反射率与植被指数的转换关系，获取NDVI(英文 名：NormalizedDifferenceVegetationIndex,中文名：归一化植被指数）、LAI(英文 名：LeafAreaIndex,中文名：叶面积指数）、Biomass(中文名：生物量）、CHL(英文名： chloro地yll，中文名：植株单位面积叶绿素）及N(英文名：Nitrogen,中文名：氮）含量5 种植被指数，获取的植被指数通过通信模块3进行传输，整个系统的供电由电源模块5提 供，电源供电采用蓄电池或者裡电池供电。