一种高光谱成像系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及光谱成像技术领域，尤其涉及一种高光谱成像系统。
【背景技术】
[0002]高光谱的特点是光谱分辨率高、波段连续性强。高光谱遥感器既能对目标成像，又能测量目标物的波谱特性。因此，它不仅可以用来提高对农作物和植被类型的识别能力，而且可以用来监测农作物长势和反演农作物的理化特性。
[0003]采集农田作物冠层的高光谱数据是获取作物长势和养分供养状况的最佳方法之一。高光谱成像技术用于农作物冠层图像采集，其具有像素数据量大，且单一像素的波段数据量大，波段覆盖范围广，能够反映肉眼无法看到的光谱信息的优点，这也使得高光谱成像技术在农业信息采集技术中广泛应用。
[0004]但是，现有的高光谱成像设备，结构复杂，价格昂贵，并不适于在农业技术中普及。【实用新型内容】
[0005]鉴于上述问题，本实用新型提供了一种高光谱成像系统，制造容易，安装简便，成本低，方便对农田地物光谱信息的采集。
[0006]本实用新型提供的一种高光谱成像系统，包括安装平台、数据采集板、计算机和设置在所述安装平台上的光电头部，所述光电头部与所述数据采集板连接，所述数据采集板与所述计算机连接，以将所述光电头部采集到的光谱信号上传至所述计算机；
[0007]所述光电头部包括面阵探测器、分光器件、入射狭缝、物镜以及扫描镜，所述面阵探测器、分光器件、入射狭缝以及物镜设置在同一光路上，所述扫描镜设置在所述物镜的光入射方向，以将地物的反射光信号射入所述物镜；
[0008]所述光电头部还包括设置在所述物镜前端的有色玻璃片。
[0009]可选的，所述安装平台，包括三脚架和设置在所述三脚架上端的悬梁；
[0010]所述光电头部安装在所述悬梁的一端。
[0011 ] 可选的，所述安装平台，包括支撑架、设置在所述支撑架底部的行走机构以及设置在所述支撑架顶端的载物台；
[0012]所述光电头部安装在所述载物台上。
[0013]可选的，所述分光器件为棱镜-光栅-棱镜结构，依次包括第一棱镜、光栅基片、光栅、光栅保护玻璃和第二棱镜。
[0014]可选的，所述扫描镜包括反射镜及其机械框架，所述反射镜表面镀有反射膜；
[0015]所述反射镜连接有步进电机，通过所述步进电机的驱动使所述扫描镜往复运动实现对地物的运动扫描。
[0016]可选的，所述面阵探测器为(XD面阵探测器或CMOS面阵探测器。
[0017]可选的，还包括供电装置，用于为所述高光谱成像系统供电。
[0018]本实用新型提供的高光谱成像系统，结构合理、简单、紧凑，可靠性高，制造容易，安装简便，成本低，方便对农田地物光谱信息的采集。
【附图说明】
[0019]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
[0020]图1为本实用新型实施例提出的一种高光谱成像系统的原理图；
[0021]图2为本实用新型实施例提出的高光谱成像系统中光电头部的结构示意图；
[0022]图3为本实用新型实施例提出的高光谱成像系统中安装平台的结构示意图；
[0023]图4为本实用新型另一实施例提出的高光谱成像系统中安装平台的结构示意图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图和实施例，对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
[0025]本实用新型实施例提供了一种高光谱成像系统，如图1、图2所示，本实用新型实施例提供的高光谱成像系统，包括:
[0026]安装平台、数据采集板1、计算机2和设置在所述安装平台上的光电头部3，所述光电头部3与所述数据采集板1连接，所述数据采集板1与所述计算机2连接，以将所述光电头部3采集到的光谱信号上传至所述计算机2 ;
[0027]所述光电头部包括面阵探测器31、分光器件32、入射狭缝33、物镜34以及扫描镜35，所述面阵探测器31、分光器件32、入射狭缝33以及物镜34设置在同一光路上，所述扫描镜35设置在所述物镜34的光入射方向，以将地物的反射光信号射入所述物镜34 ;
[0028]所述光电头部3还包括设置在所述物镜34前端的有色玻璃片。
[0029]本实施例中，采用基于棱镜?光栅一棱镜(PGP)的分光器件，结构简单、紧凑，可靠性，便于高设计小型化、低成本的光谱成像系统。而且，通过在物镜前端设置不同颜色有色玻璃片，可以过滤不需要的光谱信号，增强与待采集的地物同颜色的光谱信号，提高光谱采集信息的质量。
[0030]在本实用新型的一个实施例中，所述安装平台，如图3所示，包括三脚架和设置在所述三脚架上端的悬梁；
[0031]所述光电头部3安装在所述悬梁的一端。
[0032]在本实用新型的另一个实施例中，所述安装平台，如图4所示，包括支撑架、设置在所述支撑架底部的行走机构以及设置在所述支撑架顶端的载物台；
[0033]所述光电头部3安装在所述载物台上。
[0034]本实施例中，通过在安装平台的支撑架上设置用于移动的行走机构，如行走轮等，可方便高光谱成像系统根据光谱数据采集需求进行位置移动。
[0035]本实施例中，所述分光器件32为棱镜-光栅-棱镜结构，依次包括第一棱镜、光栅基片、光栅、光栅保护玻璃和第二棱镜。
[0036]本实用新型实施例中，采用基于棱镜?光栅一棱镜(PGP)的分光器件，结构简单、紧凑，可靠性，便于高设计小型化、低成本的光谱成像系统。
[0037]进一步地，本实施例中的所述扫描镜35包括反射镜及其机械框架，所述反射镜表面镀有反射膜；
[0038]所述反射镜连接有步进电机，通过所述步进电机的驱动使所述扫描镜往复运动实现对地物的运动扫描。
[0039]进一步地，本实施例中的所述面阵探测器31为(XD面阵探测器或CMOS面阵探测器。
[0040]进一步地，本实施例中，所述高光谱成像系统还包括供电装置，用于为所述高光谱成像系统供电。
[0041]其中，所述供电装置可采用锂电池实现，也可采用其他供电装置，如太阳能电池等，本实用新型对此不做具体限定。
[0042]本实用新型实施例提供的高光谱成像系统，结构合理、简单、紧凑，可靠性高，制造容易，安装简便，成本低，方便对农田地物光谱信息的采集，有效提高农田管理的信息化和自动化水平，促进农业生产。
[0043]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种高光谱成像系统，其特征在于，包括安装平台、数据采集板、计算机和设置在所述安装平台上的光电头部，所述光电头部与所述数据采集板连接，所述数据采集板与所述计算机连接，以将所述光电头部采集到的光谱信号上传至所述计算机； 所述光电头部包括面阵探测器、分光器件、入射狭缝、物镜以及扫描镜，所述面阵探测器、分光器件、入射狭缝以及物镜设置在同一光路上，所述扫描镜设置在所述物镜的光入射方向，以将地物的反射光信号射入所述物镜； 所述光电头部还包括设置在所述物镜前端的有色玻璃片。2.根据权利要求1所述的高光谱成像系统，其特征在于，所述安装平台，包括三脚架和设置在所述三脚架上端的悬梁； 所述光电头部安装在所述悬梁的一端。3.根据权利要求1所述的高光谱成像系统，其特征在于，所述安装平台，包括支撑架、设置在所述支撑架底部的行走机构以及设置在所述支撑架顶端的载物台； 所述光电头部安装在所述载物台上。4.根据权利要求1-3任一项所述的高光谱成像系统，其特征在于，所述分光器件为棱镜一光栅一棱镜结构，依次包括第一棱镜、光栅基片、光栅、光栅保护玻璃和第二棱镜。5.根据权利要求1-3任一项所述的高光谱成像系统，其特征在于，所述扫描镜包括反射镜及其机械框架，所述反射镜表面镀有反射膜； 所述反射镜连接有步进电机，通过所述步进电机的驱动使所述扫描镜往复运动实现对地物的运动扫描。6.根据权利要求1-3任一项所述的高光谱成像系统，其特征在于，所述面阵探测器为(XD面阵探测器或CMOS面阵探测器。7.根据权利要求1-3任一项所述的高光谱成像系统，其特征在于，还包括供电装置，用于为所述高光谱成像系统供电。
【专利摘要】本实用新型提供了一种高光谱成像系统，包括安装平台、数据采集板、计算机和设置在所述安装平台上的光电头部，所述光电头部与所述数据采集板连接，所述数据采集板与所述计算机连接，以将所述光电头部采集到的光谱信号上传至所述计算机；所述光电头部包括面阵探测器、分光器件、入射狭缝、物镜以及扫描镜，所述面阵探测器、分光器件、入射狭缝以及物镜设置在同一光路上，所述扫描镜设置在所述物镜的光入射方向，以将地物的反射光信号射入所述物镜；所述光电头部还包括设置在所述物镜前端的有色玻璃片。本实用新型制造容易，安装简便，成本低，方便对农田地物光谱信息的采集。
【IPC分类】G01J3/28
【公开号】CN205049240
【申请号】CN201520770975
【发明人】邹金秋, 王道龙, 谢锋, 陈佑启, 吴永常, 杨国宝
【申请人】中国农业科学院农业资源与农业区划研究所
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年9月30日