用于地物光譜儀的觀測(cè)范圍界定裝置制造方法
【專利摘要】一種用于地物光譜儀的觀測(cè)范圍界定裝置，包括區(qū)域記錄探頭(1)、角度儀(6)和長(zhǎng)桿(5)，角度儀(6)設(shè)置在長(zhǎng)桿(5)上；所述區(qū)域記錄探頭(1)包括由攝像頭(1-1)、地物光譜儀光學(xué)探頭安裝架(1-2)、激光器(1-3)、傘形安裝架(1-4)、傘形安裝架(1-4)的張開角度調(diào)節(jié)裝置(1-5)、連接導(dǎo)線走線孔(1-6)、角度調(diào)節(jié)關(guān)節(jié)(1-7)和安裝管(1-8)；角度調(diào)節(jié)關(guān)節(jié)(2)的尾端和長(zhǎng)桿(5)通過螺栓連接，另一端與安裝管(1-8)連接。本實(shí)用新型能輔助光譜觀測(cè)，有效界定觀測(cè)目標(biāo)的幾何和屬性情況，具有很好的業(yè)務(wù)化應(yīng)用前景。
【專利說明】用于地物光譜儀的觀測(cè)范圍界定裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于地物光譜觀測(cè)領(lǐng)域，特別是提供一種用于地物光譜儀的觀測(cè)范圍界定裝置，輔助地物光譜儀的光譜觀測(cè)。
【背景技術(shù)】
[0002]為了研究各種不同地物表面在自然條件下的可見和近紅外波段反射光譜，需要使用地物光譜儀進(jìn)行光譜觀測(cè)，但就目前通用的地物光譜儀而言，其功能上并不能界定所測(cè)地物表面的觀測(cè)范圍，對(duì)于某些研究領(lǐng)域，如植被或海草等的光譜觀測(cè)，不能界定所測(cè)地物表面的幾何觀測(cè)范圍這一缺陷將嚴(yán)重影響所測(cè)光譜的進(jìn)一步判讀分析，因此有必要研究提供所測(cè)光譜對(duì)應(yīng)的幾何范圍的界定裝置，輔助地物光譜儀的光譜觀測(cè)與后續(xù)分析處理。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]為實(shí)現(xiàn)其上述目的，本實(shí)用新型提供一種用于地物光譜儀的觀測(cè)范圍界定裝置。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案提供一種用于地物光譜儀的觀測(cè)范圍界定裝置，包括區(qū)域記錄探頭1、角度儀6和長(zhǎng)桿5，角度儀6設(shè)置在長(zhǎng)桿5上；
[0005]所述區(qū)域記錄探頭I包括由攝像頭1-1、地物光譜儀光學(xué)探頭安裝架1-2、激光器1-3、傘形安裝架1-4、傘形安裝架1-4的張開角度調(diào)節(jié)裝置1-5、連接導(dǎo)線走線孔1-6、角度調(diào)節(jié)關(guān)節(jié)1-7和安裝管1-8 ;地物光譜儀光學(xué)探頭安裝架1-2位于安裝管1-8的最下端的中心位置，安裝管1-8上設(shè)置連接導(dǎo)線走線孔1-6，傘形安裝架1-4以安裝管1-8為中心設(shè)置，激光器1-3安裝在傘形安裝架1-4的下端，攝像頭1-1安裝于安裝管1-8的外側(cè)；
[0006]角度調(diào)節(jié)關(guān)節(jié)2的尾端和長(zhǎng)桿5通過螺栓連接，另一端與安裝管1-8連接。
[0007]而且，攝像頭1-1、激光器1-3和安裝在地物光譜儀光學(xué)探頭安裝架1-2上的地物光譜儀光學(xué)探頭的光學(xué)平面相互平行，并且攝像頭1-1的攝影方向和地物光譜儀光學(xué)探頭的測(cè)量方向，以及激光器1-3的發(fā)射方向一致。
[0008]而且，設(shè)置有連接導(dǎo)線2、控制板3和電池4，控制板3的電路板和電池4安裝于長(zhǎng)桿5內(nèi)部，電池4連接電路板，控制板3的電路板經(jīng)連接導(dǎo)線2分別連接激光器1-3和攝像頭1-1，控制板3上設(shè)置開關(guān)電源的按鈕7、開關(guān)激光器1-3的按鈕和拍攝相片的按鈕9，按鈕7、按鈕8和按鈕9設(shè)在長(zhǎng)桿5表面。
[0009]而且，所述張開角度調(diào)節(jié)裝置1-5采用調(diào)節(jié)螺母。
[0010]本實(shí)用新型提供的裝置能輔助光譜觀測(cè)，有效界定所測(cè)地物表面的觀測(cè)范圍，具有很好的業(yè)務(wù)化應(yīng)用前景。同時(shí)拍攝的相片也記錄了觀測(cè)范圍內(nèi)的地物屬性信息，例如觀測(cè)目標(biāo)的顏色、種類及其組成比例，為后續(xù)光譜分析工作提供重要的參考依據(jù)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2本實(shí)用新型實(shí)施例的區(qū)域記錄探頭結(jié)構(gòu)圖。[0013]【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0015]參見圖1，實(shí)施例所提供一種界定裝置，用于在采用光譜儀測(cè)量觀測(cè)目標(biāo)的光譜信息時(shí)，輔助負(fù)責(zé)界定觀測(cè)的幾何范圍。本界定裝置包括區(qū)域記錄探頭1、連接導(dǎo)線2、角度儀6、長(zhǎng)桿5、控制板3、電池4組成。參見圖2，區(qū)域記錄探頭I設(shè)置于長(zhǎng)桿5下側(cè)，區(qū)域記錄探頭I由攝像頭1-1、地物光譜儀光學(xué)探頭安裝架1-2、激光器1-3、傘形安裝架1-4、張開角度調(diào)節(jié)裝置1-5、連接導(dǎo)線走線孔1-6和角度調(diào)節(jié)關(guān)節(jié)1-7、安裝管1-8組成。
[0016]地物光譜儀光學(xué)探頭安裝架1-2，位于安裝管1-8的最下端的中心位置，用于安裝地物光譜儀光學(xué)探頭，光學(xué)探頭尾部光纖從安裝管1-8上的連接導(dǎo)線走線孔1-6穿出，和所使用的地物光譜儀相連接。
[0017]傘形安裝架1-4以安裝管1-8為中心設(shè)置，一般包括數(shù)根骨架。激光器1-3 —般可采用高亮紅色激光器，激光器1-3數(shù)目可由本領(lǐng)域技術(shù)人員預(yù)先設(shè)定，例如6個(gè)、8個(gè)等，實(shí)施例為6個(gè)，安裝在傘形安裝架1-4的下端，通過旋轉(zhuǎn)張開角度調(diào)節(jié)裝置1-5，傘形安裝架1-4可緩慢張開，張開角度為0-40度，并且在張開過程中激光器1-3的光學(xué)平面始終和光學(xué)探頭的光學(xué)平面平行，激光器1-3圍繞光學(xué)探頭，激光器1-3能夠在控制板3的控制下打開和關(guān)閉。
[0018]角度調(diào)節(jié)關(guān)節(jié)2的尾端和長(zhǎng)桿5通過螺栓連接，另一端與安裝管1-8連接，可使地物光譜儀的光學(xué)探頭和長(zhǎng)桿5之間角度按需求調(diào)節(jié)，例如支持調(diào)節(jié)為90度、110度、130度、150度或180度，并固定在五個(gè)角度中的某一角度。
[0019]攝像頭1-1可采用微型攝像頭，攝像頭1-1與地物光譜儀光學(xué)探頭水平，安裝于光學(xué)探頭的外側(cè)，可在安裝管1-8外側(cè)連接設(shè)置，處于傘形安裝架支架1-4的骨架間的縫隙中，不影響傘形安裝架支架1-4的開合。攝像頭1-1、地物光譜儀光學(xué)探頭和激光器1-3安裝后，各自的光學(xué)平面相互平行，并且攝像頭1-1的攝影方向和地物光譜儀光學(xué)探頭的測(cè)量方向，以及激光器1-3的發(fā)射方向一致；攝像頭1-1能夠在控制板3的控制下拍攝相片，并且記錄于內(nèi)部的存儲(chǔ)空間中，可通過USB接口讀取相片。
[0020]長(zhǎng)桿5長(zhǎng)度一般為1.5m-2.5m之間，在長(zhǎng)桿5表面可于距離角度調(diào)節(jié)關(guān)節(jié)1_7尾端5-15cm處安裝角度儀6。長(zhǎng)桿5可利用螺栓和角度調(diào)節(jié)關(guān)節(jié)1_7尾端連接。實(shí)施例中長(zhǎng)桿5長(zhǎng)度為2m，在長(zhǎng)桿5表面，距離連接角度調(diào)節(jié)關(guān)節(jié)1-7的尾端5cm處，在和區(qū)域記錄探頭I安裝相反的方向上安裝角度儀6，即區(qū)域記錄探頭I在長(zhǎng)桿5下側(cè)朝向地面時(shí)，角度儀6處于長(zhǎng)桿5上側(cè)朝向天空。角度儀6可以提供測(cè)量地物光譜時(shí)太陽的天頂角和方位角，角度測(cè)量精度小于等于I度。
[0021 ] 長(zhǎng)桿5上安裝控制板3和電池4，具體實(shí)施時(shí)，長(zhǎng)桿5可采用空心管狀，可將控制板3的電路板和電池4安裝于長(zhǎng)桿5內(nèi)部，電池4連接電路板，電池4用于通過電路板供電，供電時(shí)間一般為24小時(shí)?？刂瓢?的電路板經(jīng)連接導(dǎo)線2分別連接激光器1-3和攝像頭1-1，連接導(dǎo)線2可通過在長(zhǎng)桿5上設(shè)孔穿出，然后連接到激光器1-3和攝像頭1-1。控制板3上設(shè)置三個(gè)按鈕供用戶操作:用于開關(guān)電源的按鈕7、用于開關(guān)激光器1-3的按鈕8和用于拍攝相片的按鈕9 ;通過按鈕7、按鈕8和按鈕9，分別經(jīng)電路板控制電池4是否供電、激光器1-3的開關(guān)以及攝像頭1-1的拍攝。電路板實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的開關(guān)控制電路即可，具體實(shí)現(xiàn)為現(xiàn)有技術(shù)。按鈕7、按鈕8和按鈕9設(shè)在長(zhǎng)桿5表面，為便于操作，可設(shè)于和角度儀6 —致的安裝方向上，即區(qū)域記錄探頭I在長(zhǎng)桿5下側(cè)朝向地面時(shí)，按鈕7、按鈕8和按鈕9處于長(zhǎng)桿5上側(cè)。
[0022]具體實(shí)施時(shí)，區(qū)域記錄探頭1、角度儀6和長(zhǎng)桿5可由不銹鋼、鋁合金或黑色尼龍加工而成。長(zhǎng)桿5可由操作人手持使用，方便快捷。
[0023]具體實(shí)施時(shí)，張開角度調(diào)節(jié)裝置1-5可采用調(diào)節(jié)螺母實(shí)現(xiàn)，調(diào)節(jié)螺母可設(shè)于傘形安裝架1-4與安裝管1-8連接處，通過手動(dòng)調(diào)整調(diào)節(jié)螺母控制傘形結(jié)構(gòu)開合實(shí)現(xiàn)界定。為便于界定使用，可以預(yù)先進(jìn)行標(biāo)定。為便于實(shí)施參考起見，對(duì)實(shí)施例提供的相應(yīng)界定裝置的使用方法提供說明，分為標(biāo)定過程和作業(yè)過程兩部分。
[0024]標(biāo)定過程包含步驟如下:
[0025]( I)、安裝地物光譜儀光學(xué)探頭，包括將地物光譜儀光學(xué)探頭安裝到光譜儀光學(xué)探頭安裝架1-2，光學(xué)探頭尾部光纖從連接導(dǎo)線走線孔1-6穿出，和地物光譜儀相連接；
[0026](2)、使長(zhǎng)桿5水平于地面，將地物光譜儀光學(xué)探頭的觀測(cè)視場(chǎng)角調(diào)整為某個(gè)待標(biāo)定的角度。具體實(shí)施時(shí)，操作人可以手執(zhí)使長(zhǎng)桿5水平于地面，例如將長(zhǎng)桿5橫向置于地面上I米處，也可以采用機(jī)械控制夾持長(zhǎng)桿5。
[0027](3)、根據(jù)地物光譜儀光學(xué)探頭的觀測(cè)視場(chǎng)角，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)計(jì)算得到測(cè)量的視場(chǎng)范圍，然后以光譜儀光學(xué)探頭的投影中心點(diǎn)為圓心在地面確定觀測(cè)范圍。
[0028](4)、旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母，張開傘形安裝架1-4，同時(shí)通過按鈕8打開激光器1-3，使激光器1-3光斑所圈定的 觀測(cè)范圍與步驟(3)中確定的光譜探頭觀測(cè)范圍一致，并標(biāo)定調(diào)節(jié)螺母的位置。
[0029](5)、將地物光譜儀光學(xué)探頭的觀測(cè)視場(chǎng)角調(diào)整為新的待標(biāo)定的角度，返回重復(fù)步驟(3)- (4)，直到對(duì)各種角度執(zhí)行(3)- (4)完成。
[0030]現(xiàn)有技術(shù)中，地物光譜儀光學(xué)探頭的觀測(cè)視場(chǎng)角一般可以調(diào)節(jié)為大于O度小于等于40度，具體實(shí)施時(shí)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以自行設(shè)定標(biāo)定的角度，例如選擇I度、2度、3度…40度。
[0031](6)、得出各角度下相應(yīng)調(diào)節(jié)螺母的位置作為標(biāo)定結(jié)果，使得該裝置能滿足地物光譜儀光學(xué)探頭的任意觀測(cè)視場(chǎng)角的觀測(cè)范圍界定需求，標(biāo)定結(jié)束。
[0032]對(duì)于物光譜儀探頭和手持長(zhǎng)桿5之間不同角度，均采用以上步驟，即可得到在不同角度不同距離下的標(biāo)定結(jié)果。
[0033]作業(yè)過程與自動(dòng)界定類似，但需采用預(yù)先標(biāo)定的結(jié)果調(diào)整調(diào)節(jié)螺母，步驟如下:
[0034]( I)、安裝地物光譜儀光學(xué)探頭，包括將地物光譜儀光學(xué)探頭安裝到光譜儀光學(xué)探頭安裝架1-2，光學(xué)探頭尾部光纖從連接導(dǎo)線走線孔1-6穿出，和地物光譜儀相連接；
[0035](2)、使長(zhǎng)桿5水平于地面，根據(jù)地物觀測(cè)目標(biāo)，通過角度調(diào)節(jié)關(guān)節(jié)1-7調(diào)節(jié)地物光譜儀探頭和長(zhǎng)桿5之間角度并固定，調(diào)節(jié)地物光譜儀光學(xué)探頭的觀測(cè)視場(chǎng)角，參照角度儀6確定光譜儀光學(xué)探頭與太陽平面的觀測(cè)幾何。
[0036]按照地物觀測(cè)目標(biāo)的不同，以及光學(xué)觀測(cè)規(guī)范推薦的準(zhǔn)則，調(diào)節(jié)地物光譜儀探頭和手持長(zhǎng)桿5之間角度為90度、110度、130度、150度或180度之一，例如對(duì)于植被目標(biāo)，觀測(cè)角度一般選擇90度；對(duì)于水體目標(biāo)，觀測(cè)角度一般選擇130度，并固定。
[0037]具體實(shí)施時(shí)，可根據(jù)太陽直射方向，參照角度儀6確定光譜儀光學(xué)探頭與太陽平面的觀測(cè)幾何，以盡量避免光譜儀觀測(cè)視場(chǎng)受陰影影響，例如在進(jìn)行水體測(cè)量時(shí)，需要考慮太陽平面與長(zhǎng)桿5的夾角為45度或者135度以盡量避免水體表面的太陽直射反射光的影響。
[0038](3)、基于(2)中確定的地物光譜儀光學(xué)探頭的觀測(cè)視場(chǎng)角，根據(jù)標(biāo)定過程所得該角度的標(biāo)定結(jié)果旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母到相應(yīng)位置。
[0039](4)、通過按鈕8，打開激光器1-3，通過按鈕9控制攝像頭1_1拍攝一張相片，通過按鈕8關(guān)閉激光器1-3，然后利用地物光譜儀采集一條光譜。
[0040]根據(jù)觀測(cè)需求，可重復(fù)過程(2)- (4)，多次采集同一地物目標(biāo)的光譜，以確保觀測(cè)的穩(wěn)定性和代表性。
[0041](5)、讀取地物光譜儀觀測(cè)的光譜數(shù)據(jù)，通過USB接口讀取攝像頭1-1內(nèi)部的相片，通過時(shí)間匹配光譜數(shù)據(jù)和相片，每張相片上紅色光斑圈定的范圍，就是對(duì)應(yīng)所測(cè)光譜的幾何觀測(cè)范圍。
[0042]本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型精神作舉例說明。本實(shí)用新型所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本實(shí)用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于地物光譜儀的觀測(cè)范圍界定裝置，其特征在于:包括區(qū)域記錄探頭(I)、角度儀(6)和長(zhǎng)桿(5)，角度儀(6)設(shè)置在長(zhǎng)桿(5)上； 所述區(qū)域記錄探頭(I)包括由攝像頭(1-1)、地物光譜儀光學(xué)探頭安裝架(1-2)、激光器(1-3)、傘形安裝架(1-4)、傘形安裝架(1-4)的張開角度調(diào)節(jié)裝置(1-5)、連接導(dǎo)線走線孔(1-6)、角度調(diào)節(jié)關(guān)節(jié)(1-7)和安裝管(1-8);地物光譜儀光學(xué)探頭安裝架(1-2)位于安裝管(1-8)的最下端的中心位置，安裝管(1-8)上設(shè)置連接導(dǎo)線走線孔(1-6)，傘形安裝架(1-4)以安裝管(1-8)為中心設(shè)置，激光器(1-3)安裝在傘形安裝架(1-4)的下端，攝像頭(1-1)安裝于安裝管(1-8)的外側(cè)； 角度調(diào)節(jié)關(guān)節(jié)(2)的尾端和長(zhǎng)桿(5)通過螺栓連接，另一端與安裝管(1-8)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于地物光譜儀的觀測(cè)范圍界定裝置，其特征在于:攝像頭(1-1)、激光器(1-3)和安裝在地物光譜儀光學(xué)探頭安裝架(1-2)上的地物光譜儀光學(xué)探頭的光學(xué)平面相互平行，并且攝像頭(1-1)的攝影方向和地物光譜儀光學(xué)探頭的測(cè)量方向，以及激光器(1-3)的發(fā)射方向一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述用于地物光譜儀的觀測(cè)范圍界定裝置，其特征在于:設(shè)置有連接導(dǎo)線(2)、控制板(3)和電池(4)，控制板(3)的電路板和電池⑷安裝于長(zhǎng)桿(5)內(nèi)部，電池(4)連接電路板，控制板(3)的電路板經(jīng)連接導(dǎo)線(2)分別連接激光器(1-3)和攝像頭(1-1)，控制板(3)上設(shè)置開關(guān)電源的按鈕(7)、開關(guān)激光器(1-3)的按鈕和拍攝相片的按鈕(9)，按鈕(7)、按鈕⑶和按鈕(9)設(shè)在長(zhǎng)桿(5)表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述用于地物光譜儀的觀測(cè)范圍界定裝置，其特征在于:所述張開角度調(diào)節(jié)裝置(1-5)采用調(diào)節(jié)螺母。
【文檔編號(hào)】G01C11/00GK203550952SQ201320757280
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月27日
【發(fā)明者】田禮喬, 陳曉玲, 李建 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)