[實用新型]一種用數碼相機測量地物波譜特性的裝置

無效

• 申請號: 00264465.7
• 申請日: 2000-12-06
• 公開（公告）號: CN2453412Y
• 公開（公告）日: 2001-10-10
• 發明（設計）人: 王剛
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28;G01N21/17;G03B19/02
• 代理公司: 中國科學院長春專利事務所
• 代理人: 梁愛榮

本實用新型屬于光譜輻射度測量領域，涉及一種用于地物(地面上各種物質)波譜特性的測量裝置。

本實用新型之前，地物波譜輻射度或反射率隨波長變化而改變的特性稱之為地物波譜特性。地物波譜特性測量基本上分為實驗室測量和野外測量兩類。目前，測定地物反射波譜特性的儀器有分光光度計、光譜儀、攝譜儀等。這類儀器一般由收集器、分光器、探測器和顯示記錄器組成。

為了實現較高精度的地物波譜測量，一般都需采用昂貴、專用的儀器設備，而且其操作過程往往是十分繁復的。此外，大多數裝置通常都是以非成像的方式進行的。這要求在儀器的觀測視場內，地物樣品保持均勻，且要避免大面積的陰影存在。非成像方式測量對于野外測量，尤其是多角度的二向反射特性測量而言，顯得極為不便。

本實用新型的目的在于：克服通常地物波譜特性的測量設備復雜、操作不便和適用范圍窄的缺點，將提供一種用數碼相機測量地物波譜特性的裝置。

本實用新型測量系統的詳細內容如圖2所示，它包括光源1、分光器2、數碼相機3、轉臺機構4和計算機5，把光源置于地物樣品上方，在轉臺機構上端固定安裝有數碼相機，在數碼相機的光學鏡頭本體上安裝有分光器，分光器的光軸與數碼相機的光軸相重合，數碼相機通過通用串行總線與計算機相聯結。

測量之前，首先對數碼相機的物鏡光圈數、曝光時間參數進行測試；再對數碼相機的光譜響應、噪聲特性、像元均勻性進行光譜輻射定標；用定標的數據對地物進行波譜特性的測量：

測量時，首先將光源照在待測量的地物上，然后根據多角度測量需要選擇觀測視角(高低角和方位角)來調整轉臺機構，使數碼相機的鏡頭對準地物目標；根據研究地物不同光譜特性的需要選擇分光器的光譜響應波段或光譜帶寬；利用數碼相機的鏡頭分別收集所需地物和標準白板的光譜輻亮度信號，在數碼相機鏡頭的焦平面上聚焦生成圖像；由數碼相機內的面陣CCD探測器獲取地物的圖像光信號，同時數碼相機內的面陣CCD探測器把圖像光信號轉換成時序電信號；數碼相機內的信號處理器把時序電信號模擬量轉化成數字量，并以一定格式的數字圖像文件形式存儲在芯片中；最后，由數碼相機采集數字圖像送入計算機進行圖像采樣和處理，便可得到所需的地物波譜特性數據或曲線。

本實用新型主要優點是：采用成像方式，利用經過定標的、價格相對便宜的商品化數碼相機，以及個人計算機，就能實現過去只有利用價格昂貴的專門儀器裝置才能得到的較高精度的地物波譜特性數據。選用了目前商品化的普通數碼相機(Digital?Camera)作為一種集探測器、收集器和顯示記錄器于一體的攝像測量系統。采用數碼相機的模式設置、圖像采集、傳輸和計算機處理等技術簡便易行；具有可供選擇的光圈數、曝光時間，以及相對穩定的焦平面光譜響應特性。數碼相機可以用于精度較高和可重復性的測量，并且本實用新型一旦定標后，便可用作簡單的成像光譜測量系統。投入成本低廉、裝置簡單實用、操作方便易行、測量精度較高。本實用新型既可以在實驗室的環境下進行嚴格的測量，同時更適合于在野外條件下對于各種作物、植被、巖礦、水體、建筑物以及其它感興趣的地物進行測量和研究。此外，這一測量裝置，不僅能用于地面測量，而且還能用于其它平臺，如氣球和直升飛機等等。這對于地物輻射現象研究、目標探測、識別和分類及航空、航天遙感中目標仿真研究等諸多領域的科學研究具有重要的應用價值。

附圖說明：

圖1是已有技術的結構示意圖；

圖2是本實用新型的結構示意圖；

圖3是本實用新型實例的結構示意圖；

本實用新型的實施例如圖2、圖3所示：

本實用新型裝置的實施例：它包括光源1、分光器2、數碼相機3、轉臺機構4和計算機5。光源1采用溴鎢燈或自然光源如太陽和天空，光源作為測量裝置的照明來源；分光器2采用一個濾光片組件，是一種可拆卸的分光器；數碼相機3采用柯達公司生產的Kodak?DC265變焦距彩色數碼相機；轉臺機構4采用陀螺轉臺或普通的三腳架云臺；計算機5采用臺式PC機或或便攜式電腦。