專利名稱:地面brdf自動測量架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種屬于遙感科學領(lǐng)域和自動控制領(lǐng)域。
背景技術(shù):
雙向反射效應(yīng)是物體表面的本質(zhì)特性并對遙感數(shù)據(jù)有著重要的影響。BRDF(雙向反射分布函數(shù))描述了物體的方向效應(yīng),是波長、入射角度、反射角度的函數(shù)。地面測量目標的BRDF對研究物體的光譜方向特性、多角度遙感、遙感輻射定標具有重要意義。
地面測量BRDF包括室外、室內(nèi)測量。室外測量以太陽為入射光源,室內(nèi)測量以人工光源為入射光源,測量目標在半球方向各個角度的反射亮度,要求測量時間短、定位準確、測量點足夠多、受測量架自身影響比較小特別是測量架的陰影不能落在測量范圍內(nèi),以便更真實描述目標的BRDF特性,而傳統(tǒng)的測量機構(gòu)較簡陋無法滿足上述要求。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種地面BRDF自動測量架。
地面BRDF自動測量架,其特征在于包括方位圓軌道,天頂弧半圓軌道,方位圓軌道和天頂弧半圓軌道上分別安裝有同步齒形帶,方位圓軌道上安裝驅(qū)動小車,驅(qū)動小車的驅(qū)動輪與同步齒形帶嚙合,所述的驅(qū)動小車和天頂弧半圓軌道之間通過拉桿連接,拖動天頂弧半圓軌道在方位圓軌道上轉(zhuǎn)動,天頂弧半圓軌道上安裝有傳感器小車,傳感器小車上安裝有驅(qū)動輪和天頂弧同步齒形帶嚙合;天頂弧半圓軌道的兩端安裝有滾動小車和方位圓軌道滾動配合。
所述的方位圓軌道和天頂弧半圓軌道半徑相同,天頂弧半圓軌道的圓心在方位圓軌道的底平面上,天頂弧半圓軌道和方位圓軌道偏置設(shè)置。
所述的驅(qū)動小車和天頂弧半圓軌道下端的兩個滾動小車、傳感器小車之間通過活動拉桿固定連接。
所述的驅(qū)動均由同步齒形帶傳動。
所述的驅(qū)動小車和傳感器小車上均安裝有驅(qū)動電機作為驅(qū)動輪的動力機構(gòu)。
測量架主要包括方位圓軌道與天頂弧半圓軌道,采用鋁合金材料并染黑,半徑均為2米。天頂弧半圓軌道上的傳感器小車平臺可以搭載各種光譜儀。方位圓軌道、天頂弧半圓軌道上有刻度線與示值,最小刻度1°。方位圓軌道由4等份圓弧拼裝組成,天頂弧半圓軌道由2等份圓弧組成,各圓弧外形尺寸、重量相近,測量架的拆裝、運輸都較方便。
方位圓軌道底部裝有調(diào)整裝置和萬向輪。調(diào)整裝置可調(diào)測量面的水平和高度,調(diào)整高度范圍0~200mm。均勻安裝的萬向輪方便測量在硬地面上的整體移動。天頂弧半圓軌道的圓心在方位圓底平面上,天頂弧偏置安裝,使天頂弧陰影不落在探測器視場范圍內(nèi),探測器最大視場角可取11°。
驅(qū)動小車和天頂弧半圓軌道之間用拉桿連接,構(gòu)成空間四面體,拉桿可調(diào)整長度并可鎖死,以保證天頂弧半圓軌道的強度與行走穩(wěn)定性。
驅(qū)動系統(tǒng)主要由伺服電機、伺服驅(qū)動器、增量編碼器、伺服制動器、同步齒形帶、帶輪組成。
天頂弧半圓軌道可在方位圓軌道上0°~360°范圍內(nèi)自由轉(zhuǎn)動。傳感器小車沿天頂弧半圓軌道-75°~+75°范圍內(nèi)運動。
驅(qū)動電機定位精度±3mm,默認狀態(tài)(方位角間隔30°,天頂角間隔15°,共測66個位置點)耗時小于10分鐘,測量目標不受天頂弧半圓軌道的陰影影響,可以搭載不同的探測器完成對地面目標的BRDF測量。
本發(fā)明對于驅(qū)動小車和傳感器小車的驅(qū)動具有矩頻特性好,響應(yīng)速度快,運行平穩(wěn),定位精度高的特點。
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖。
圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
參見附圖。
地面BRDF自動測量架,包括方位圓軌道1,天頂弧半圓軌道2,驅(qū)動小車3,天頂弧半圓軌道2上安裝有傳感器小車4,驅(qū)動小車3和天頂弧半圓軌道2之間通過3根拉桿連接,組成空間四面體結(jié)構(gòu),驅(qū)動小車3、傳感器小車4上分別安裝有驅(qū)動電機,驅(qū)動電機轉(zhuǎn)軸上安裝有驅(qū)動輪,方位圓軌道1和天頂弧半圓軌道2上分別安裝有和所述驅(qū)動輪嚙合的同步齒形帶;天頂弧半圓軌道2的兩端安裝有滾動小車5在方位圓軌道上滾動配合。
方位圓軌道1和天頂弧半圓軌道2半徑均為2米,天頂弧半圓軌道2的圓心在方位圓軌道1的底平面上,天頂弧半圓軌道2和方位圓軌道1偏置設(shè)置。
測量架參數(shù)重量200kg半徑2m功耗350w電機運動速度0.23m/s電機定位精度0.2°探測器小車平臺定位范圍天頂角-75°~+75°,方位角0°~360°自動運動周期10min運輸方式分拆汽車運輸分拆時間30min裝配調(diào)整時間90min。
權(quán)利要求
1.地面BRDF自動測量架,其特征在于包括方位圓軌道,天頂弧半圓軌道,方位圓軌道和天頂弧半圓軌道上分別安裝有同步齒形帶,方位圓軌道上安裝驅(qū)動小車,驅(qū)動小車的驅(qū)動輪與同步齒形帶嚙合,所述的驅(qū)動小車和天頂弧半圓軌道之間通過拉桿連接,拖動天頂弧半圓軌道在方位圓軌道上轉(zhuǎn)動,天頂弧半圓軌道上安裝有傳感器小車,傳感器小車上安裝有驅(qū)動輪和天頂弧同步齒形帶嚙合;天頂弧半圓軌道的兩端安裝有滾動小車和方位圓軌道滾動配合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動測量架,其特征在于所述的方位圓軌道和天頂弧半圓軌道半徑相同,天頂弧半圓軌道的圓心在方位圓軌道的底平面上,天頂弧半圓軌道和方位圓軌道偏置設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動測量架,其特征在于所述的驅(qū)動小車和天頂弧半圓軌道下端的兩個滾動小車、傳感器小車之間通過活動拉桿固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動測量架,其特征在于所述的驅(qū)動小車和傳感器小車上均安裝有驅(qū)動電機作為驅(qū)動輪的動力機構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種地面BRDF自動測量架,其特征在于包括方位圓軌道,天頂弧半圓軌道,驅(qū)動小車,天頂弧半圓軌道上安裝有傳感器小車,所述的驅(qū)動小車和天頂弧半圓軌道之間通過拉桿連接,驅(qū)動小車、傳感器小車上分別安裝有驅(qū)動電機,驅(qū)動電機轉(zhuǎn)軸上安裝有驅(qū)動輪,方位圓軌道和天頂弧半圓軌道上分別安裝有和所述驅(qū)動輪嚙合的同步齒形帶;天頂弧半圓軌道的兩端安裝有滾動小車在方位圓軌道的導軌上滾動配合。驅(qū)動電機定位精度±3mm,默認狀態(tài)(方位角間隔30°,天頂角間隔15°,共測66個位置點)耗時小于10分鐘,測量目標不受天頂弧半圓軌道的陰影影響,可以搭載不同的探測器完成對地面目標的BRDF測量。
文檔編號G01N21/47GK1940534SQ20061009615
公開日2007年4月4日 申請日期2006年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月22日
發(fā)明者李新, 鄭小兵, 戴遠敬, 吳自榮, 吳浩宇, 喬延利, 王樂意 申請人:中國科學院安徽光學精密機械研究所