專(zhuān)利名稱(chēng)：水生植被冠層光譜的多角度觀測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于水生植物冠層光譜的觀測(cè)儀器。
背景技術(shù)：
水生植物是指能夠長(zhǎng)期在水中或水分飽和土壤中正常生長(zhǎng)的植物，如蘆葦、水稻、紅樹(shù)林、莼菜、睡蓮等。為了掌握水生植物的生長(zhǎng)情況，例如水稻的產(chǎn)量等，需要對(duì)其進(jìn)行觀測(cè)。由于濕地常年或者周期性被水體覆蓋，遙感器所接收到的輻射包括水面反射光、懸浮物反射光、水底反射光和天空反射光(參見(jiàn)圖3)。因此由于水體背景(水體、懸浮物、底質(zhì))的影響，水生植被分類(lèi)、反演精度降低，從而降低了觀測(cè)的精度。地面目標(biāo)的多角度觀測(cè)有可能避免傳統(tǒng)遙感面臨的“異物同譜，同物異譜”的困難，從而提高了地面目標(biāo)識(shí)別的精度。因此建立水生植被的二向反射模型，多角度觀測(cè)數(shù)據(jù)是基礎(chǔ)，多角度觀測(cè)系統(tǒng)是前提。此類(lèi)觀測(cè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)有助于水生植被冠層二向反射的觀測(cè)和模型的建立，有助于提高濕地水生植被的分類(lèi)或反演精度。目前已有針對(duì)植被的觀測(cè)系統(tǒng)，例如，蘇黎世大學(xué)的多角度觀測(cè)系統(tǒng)FIG0S，但其缺點(diǎn)是方位軌道直接水平放置在地面上，不適用于水生植被。針對(duì)水生植被的多角度觀測(cè)系統(tǒng)還很少見(jiàn)，英國(guó)地球觀測(cè)驗(yàn)證小組(NCAVEO)在尼日爾采用了多角度觀測(cè)系統(tǒng)來(lái)觀測(cè)稀樹(shù)草原，但其缺點(diǎn)是觀測(cè)角度難以精確地控制。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要克服現(xiàn)有水生植物觀察儀器觀察角度受限、精度差、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的缺點(diǎn)，提供一種具有精度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低的多角度觀測(cè)系統(tǒng)。水生植被冠層光譜的多角度觀測(cè)系統(tǒng)，包括可升降的支撐架，其特征在于所述的支撐架的水平橫梁上設(shè)置有輸出軸沿垂直方向布置的伺服電機(jī)，所述的伺服電機(jī)的輸出軸通過(guò)方位軸、軌道架連接一剛性的開(kāi)口向下的半圓形軌道，所述的軌道架與軌道中點(diǎn)鉸接；所述的軌道上分布有徑向貫通的觀察孔，所述的軌道的外壁上安裝有齒條，光纖探頭小車(chē)和平衡小車(chē)對(duì)稱(chēng)分布于所述軌道的中分線兩側(cè)以保持所述的軌道平衡，所述的軌道上裝有霍爾定位傳感器，光纖探頭小車(chē)和平衡小車(chē)裝有與所述的霍爾定位傳感器相互感應(yīng)的感應(yīng)片；當(dāng)所述的光纖探頭小車(chē)運(yùn)行到光纖探頭與觀察孔對(duì)準(zhǔn)的位置時(shí)，獲取水生植物的信號(hào)；所述的伺服電機(jī)、光纖探頭小車(chē)和平衡小車(chē)、霍爾定位傳感器、感應(yīng)片均信號(hào)連接于一中央控制器。進(jìn)一步，所述的支撐架包括兩側(cè)支撐座，從支撐座的上部伸入高度調(diào)節(jié)桿，高度調(diào)節(jié)桿的下段安裝有高度調(diào)節(jié)齒條；支撐座上還設(shè)有高度調(diào)節(jié)齒輪，高度調(diào)節(jié)齒輪與高度調(diào)節(jié)齒條嚙合；兩側(cè)高度調(diào)節(jié)桿的上端部之間連接橫梁，橫梁轉(zhuǎn)動(dòng)配合所述的方位軸。更進(jìn)一步，所述的橫梁與高度調(diào)節(jié)桿鉸接。再進(jìn)一步，所述橫梁的中部與方位軸通過(guò)推力軸承轉(zhuǎn)動(dòng)連接，方位軸的上端通過(guò)減速器與所述電機(jī)的輸出軸連動(dòng)。進(jìn)一步，所述的軌道架與軌道之間采用帶軸承的鉸座。本實(shí)用新型多角度觀測(cè)系統(tǒng)具有精度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，解決了蘆葦?shù)雀吖趯铀参锏挠^測(cè)問(wèn)題。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1的A—A首I]視圖。圖3是現(xiàn)有技術(shù)中遙感器所接收到的輻射狀態(tài)圖。圖示中，1-支撐座，2-高度調(diào)節(jié)齒輪，3-高度調(diào)節(jié)齒條，4-高度調(diào)節(jié)桿，5-銷(xiāo)軸，6-橫梁，7-推力軸承，8-伺服電機(jī)，9-減速器，10-光纖探頭小車(chē)，11-柔性齒條，12-軌道架，13-半圓軌道，14-平衡小車(chē)，15-方位軸，16-軸，17-軸承。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明。參照附圖:水生植被冠層光譜的多角度觀測(cè)系統(tǒng)，包括可升降的支撐架，其特征在于所述的支撐架的水平橫梁6上設(shè)置有輸出軸沿垂直方向布置的伺服電機(jī)8，所述的伺服電機(jī)8的輸出軸通過(guò)方位軸、軌道架連接一剛性的開(kāi)口向下的半圓形軌道13，所述的軌道架與軌道13中點(diǎn)鉸接；所述的軌道13上分布有徑向貫通的觀察孔，所述的軌道的外壁上安裝有齒條11，光纖探頭小車(chē)10和平衡小車(chē)14對(duì)稱(chēng)分布于所述軌道13的中分線兩側(cè)以保持所述的軌道13平衡，所述的軌道上13裝有霍爾定位傳感器，光纖探頭小車(chē)10和平衡小車(chē)14裝有與所述的霍爾定位傳感器相互感應(yīng)的感應(yīng)片；當(dāng)所述的光纖探頭小車(chē)10運(yùn)行到光纖探頭與觀察孔對(duì)準(zhǔn)的位置時(shí)，獲取水生植物的信號(hào)；所述的伺服電機(jī)8、光纖探頭小車(chē)10和平衡小車(chē)14、霍爾定位傳感器、感應(yīng)片均信號(hào)連接于一中央控制器。所述的支撐架包括兩側(cè)支撐座，從支撐座的上部伸入高度調(diào)節(jié)桿，高度調(diào)節(jié)桿的下段安裝有高度調(diào)節(jié)齒條；支撐座上還設(shè)有高度調(diào)節(jié)齒輪，高度調(diào)節(jié)齒輪與高度調(diào)節(jié)齒條嚙合；兩側(cè)高度調(diào)節(jié)桿的上端部之間連接橫梁，橫梁轉(zhuǎn)動(dòng)配合所述的方位軸。所述的橫梁與高度調(diào)節(jié)桿鉸接。所述橫梁的中部與方位軸通過(guò)推力軸承轉(zhuǎn)動(dòng)連接，方位軸的上端通過(guò)減速器與所述電機(jī)的輸出軸連動(dòng)。所述的軌道架與軌道之間采用帶軸承的鉸座。參見(jiàn)圖1、2，兩側(cè)支撐座I呈對(duì)稱(chēng)狀，都安裝在水泥樁上，從支撐座I的上部伸入高度調(diào)節(jié)桿4，高度調(diào)節(jié)桿4的下段安裝有高度調(diào)節(jié)齒條3。支撐座I上還設(shè)有高度調(diào)節(jié)齒輪2，高度調(diào)節(jié)齒輪2與高度調(diào)節(jié)齒條3嚙合。高度調(diào)節(jié)齒輪2可以采用步進(jìn)電機(jī)或手動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)安裝在高度調(diào)節(jié)桿4上的高度調(diào)節(jié)齒條3，使左右兩根高度調(diào)節(jié)桿4同步向上或向下移動(dòng)。兩側(cè)高度調(diào)節(jié)桿4的上端部之間連接橫梁6，橫梁6與高度調(diào)節(jié)桿4通過(guò)銷(xiāo)軸5連接。橫梁6的中部與方位軸15通過(guò)推力軸承7轉(zhuǎn)動(dòng)連接，方位軸15的上端通過(guò)減速器9與伺服電機(jī)8的輸出軸連動(dòng)，即方位軸15由伺服電機(jī)8及減速器9驅(qū)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)360°精確的分度旋轉(zhuǎn)。減速器9安裝于橫梁6之上，伺服電機(jī)8安裝于減速器9之上。方位軸15的下端與軌道架12固定連接，軌道架12置入半圓軌道13的中部，半圓軌道13朝下，且軌道架12的兩側(cè)各從外部穿入軸16，軸16的內(nèi)端伸入半圓軌道13，兩者間通過(guò)軸承17裝配，從而軌道架12便通過(guò)軸16及軸承17與半圓軌道13實(shí)現(xiàn)了鉸接，使半圓軌道13始終處于平衡位置。半圓軌道13的外壁上安裝有柔性齒條11，軌道中分線兩側(cè)各裝配有光纖探頭小車(chē)10、平衡小車(chē)14，光纖探頭小車(chē)10與平衡小車(chē)14處于半圓軌道13的兩側(cè)，光纖探頭小車(chē)10和平衡小車(chē)14均由無(wú)線遙控控制而能夠沿柔性齒條11運(yùn)動(dòng)，使半圓軌道13始終處于平衡位置。此處光纖探頭小車(chē)10、平衡小車(chē)14沿柔性齒條11運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)及控制方式均采用現(xiàn)有技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。光纖探頭小車(chē)10上安裝有光纖探頭。半圓軌道13開(kāi)有數(shù)個(gè)觀察孔，數(shù)個(gè)觀察孔按角度等分布置，這些觀察孔與光纖探頭小車(chē)上10的光纖探頭相適配，即當(dāng)光纖探頭小車(chē)10運(yùn)動(dòng)至合適位置時(shí)，其上所帶的光纖探頭便透過(guò)半圓軌道13上相對(duì)應(yīng)的觀察孔而取得水生植物的信號(hào)。半圓軌道13還上安裝霍爾定位傳感器，與此相對(duì)應(yīng)的，光纖探頭小車(chē)10上安裝感應(yīng)片，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的光纖探頭小車(chē)10的運(yùn)動(dòng)角度，如5°、10°等，光纖探頭小車(chē)10運(yùn)動(dòng)過(guò)相應(yīng)的角度后，在霍爾定位傳感器及感應(yīng)片的相互作用下，精確地停止并定位于半圓軌道13的某處。運(yùn)動(dòng)體除了光纖之外，無(wú)其他電纜，光纖探頭小車(chē)和平衡小車(chē)的運(yùn)動(dòng)靈活、自如，不受限制。本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上實(shí)施例僅是用來(lái)說(shuō)明本實(shí)用新型，而并非作為對(duì)本實(shí)用新型的限定，只要在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)，對(duì)以上實(shí)施例的變化、變形都將落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.水生植被冠層光譜的多角度觀測(cè)系統(tǒng)，包括可升降的支撐架，其特征在于所述的支撐架的水平橫梁上設(shè)置有輸出軸沿垂直方向布置的伺服電機(jī)，所述的伺服電機(jī)的輸出軸通過(guò)方位軸、軌道架連接一剛性的開(kāi)口向下的半圓形軌道，所述的軌道架與軌道中點(diǎn)鉸接；所述的軌道上分布有徑向貫通的觀察孔，所述的軌道的外壁上安裝有齒條，光纖探頭小車(chē)和平衡小車(chē)對(duì)稱(chēng)分布于所述軌道的中分線兩側(cè)以保持所述的軌道平衡，所述的軌道上裝有霍爾定位傳感器，光纖探頭小車(chē)和平衡小車(chē)裝有與所述的霍爾定位傳感器相互感應(yīng)的感應(yīng)片；當(dāng)所述的光纖探頭小車(chē)運(yùn)行到光纖探頭與觀察孔對(duì)準(zhǔn)的位置時(shí)，獲取水生植物的信號(hào)；所述的伺服電機(jī)、光纖探頭小車(chē)和平衡小車(chē)、霍爾定位傳感器、感應(yīng)片均連接于一中央控制器。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是:所述的支撐架包括兩側(cè)支撐座，從支撐座的上部伸入高度調(diào)節(jié)桿，高度調(diào)節(jié)桿的下段安裝有高度調(diào)節(jié)齒條；支撐座上還設(shè)有高度調(diào)節(jié)齒輪，高度調(diào)節(jié)齒輪與高度調(diào)節(jié)齒條嚙合；兩側(cè)高度調(diào)節(jié)桿的上端部之間連接橫梁，橫梁轉(zhuǎn)動(dòng)配合所述的方位軸。
3.如權(quán)利要求2所述的多角度觀測(cè)系統(tǒng)，其特征是:所述的橫梁與高度調(diào)節(jié)桿鉸接。
4.如權(quán)利要求2或3所述的系統(tǒng)，其特征是:所述橫梁的中部與方位軸通過(guò)推力軸承轉(zhuǎn)動(dòng)連接，方位軸的上端通過(guò)減速器與所述電機(jī)的輸出軸連動(dòng)。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征是:所述的軌道架與軌道之間采用帶軸承的鉸座。
專(zhuān)利摘要水生植被冠層光譜的多角度觀測(cè)系統(tǒng)，所述的支撐架的水平橫梁上設(shè)置有輸出軸沿垂直方向布置的伺服電機(jī)，所述的伺服電機(jī)的輸出軸通過(guò)方位軸、軌道架連接一剛性的開(kāi)口向下的半圓形軌道，所述的軌道架與軌道中點(diǎn)鉸接；所述的軌道上分布有徑向貫通的觀察孔，所述的軌道的外壁上安裝有齒條，光纖探頭小車(chē)和平衡小車(chē)對(duì)稱(chēng)分布于所述軌道的中分線兩側(cè)以保持所述的軌道平衡；當(dāng)所述的光纖探頭小車(chē)運(yùn)行到光纖探頭與觀察孔對(duì)準(zhǔn)的位置時(shí)，獲取水生植物的信號(hào)；所述的伺服電機(jī)、光纖探頭小車(chē)和平衡小車(chē)、霍爾定位傳感器、感應(yīng)片均連接于一中央控制器。
文檔編號(hào)G01J3/28GK202994292SQ20122068695
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月11日
發(fā)明者徐俊鋒, 胡譚高, 王潔, 謝斌, 劉麗娟, 吳文淵, 張登榮, 姚榮慶 申請(qǐng)人:杭州師范大學(xué)