CN100547387C - 地面brdf自动测量架 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种地面BRDF自动测量架，其特征在于包括方位圆轨道，天顶弧半圆轨道，驱动小车，天顶弧半圆轨道上安装有传感器小车，所述的驱动小车和天顶弧半圆轨道之间通过拉杆连接，驱动小车、传感器小车上分别安装有驱动电机，驱动电机转轴上安装有驱动轮，方位圆轨道和天顶弧半圆轨道上分别安装有和所述驱动轮啮合的同步齿形带；天顶弧半圆轨道的两端安装有滚动小车在方位圆轨道的导轨上滚动配合。驱动电机定位精度±3mm，默认状态(方位角间隔30°，天顶角间隔15°，共测66个位置点)耗时小于10分钟，测量目标不受天顶弧半圆轨道的阴影影响，可以搭载不同的探测器完成对地面目标的BRDF测量。
Description
技术领域
本发明涉及一种属于遥感科学领域和自动控制领域。
背景技术
双向反射效应是物体表面的本质特性并对遥感数据有着重要的影响。BRDF(双向反射分布函数)描述了物体的方向效应，是波长、入射角度、反射角度的函数。地面测量目标的BRDF对研究物体的光谱方向特性、多角度遥感、遥感辐射定标具有重要意义。
地面测量BRDF包括室外、室内测量。室外测量以太阳为入射光源，室内测量以人工光源为入射光源，测量目标在半球方向各个角度的反射亮度，要求测量时间短、定位准确、测量点足够多、受测量架自身影响比较小特别是测量架的阴影不能落在测量范围内，以便更真实描述目标的BRDF特性，而传统的测量机构较简陋无法满足上述要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种地面BRDF自动测量架。
地面BRDF自动测量架，其特征在于包括方位圆轨道，天顶弧半圆轨道，方位圆轨道和天顶弧半圆轨道上分别安装有同步齿形带，方位圆轨道上安装驱动小车，驱动小车的驱动轮与同步齿形带啮合，所述的驱动小车和天顶弧半圆轨道之间通过拉杆连接，拖动天顶弧半圆轨道在方位圆轨道上转动，天顶弧半圆轨道上安装有传感器小车，传感器小车上安装有驱动轮和天顶弧同步齿形带啮合；天顶弧半圆轨道的两端安装有滚动小车和方位圆轨道滚动配合。
所述的方位圆轨道和天顶弧半圆轨道半径相同，天顶弧半圆轨道的圆心在方位圆轨道的底平面上，天顶弧半圆轨道和方位圆轨道偏置设置。
所述的驱动小车和天顶弧半圆轨道下端的两个滚动小车、传感器小车之间通过活动拉杆固定连接。
所述的驱动均由同步齿形带传动。
所述的驱动小车和传感器小车上均安装有驱动电机作为驱动轮的动力机构。
测量架主要包括方位圆轨道与天顶弧半圆轨道，采用铝合金材料并染黑，半径均为2米。天顶弧半圆轨道上的传感器小车平台可以搭载各种光谱仪。方位圆轨道、天顶弧半圆轨道上有刻度线与示值，最小刻度1°。方位圆轨道由4等份圆弧拼装组成，天顶弧半圆轨道由2等份圆弧组成，各圆弧外形尺寸、重量相近，测量架的拆装、运输都较方便。
方位圆轨道底部装有调整装置和万向轮。调整装置可调测量面的水平和高度，调整高度范围0～200mm。均匀安装的万向轮方便测量在硬地面上的整体移动。天顶弧半圆轨道的圆心在方位圆底平面上，天顶弧偏置安装，使天顶弧阴影不落在探测器视场范围内，探测器最大视场角可取11°。
驱动小车和天顶弧半圆轨道之间用拉杆连接，构成空间四面体，拉杆可调整长度并可锁死，以保证天顶弧半圆轨道的强度与行走稳定性。
驱动系统主要由伺服电机、伺服驱动器、增量编码器、伺服制动器、同步齿形带、带轮组成。
天顶弧半圆轨道可在方位圆轨道上0°～360°范围内自由转动。传感器小车沿天顶弧半圆轨道-75°～+75°范围内运动。
驱动电机定位精度±3mm，默认状态(方位角间隔30°，天顶角间隔15°，共测66个位置点)耗时小于10分钟，测量目标不受天顶弧半圆轨道的阴影影响，可以搭载不同的探测器完成对地面目标的BRDF测量。
本发明对于驱动小车和传感器小车的驱动具有矩频特性好，响应速度快，运行平稳，定位精度高的特点。
附图说明
图1是本发明的结构原理图。
图2是本发明的结构示意图。
具体实施方式
参见附图。
地面BRDF自动测量架，包括方位圆轨道1，天顶弧半圆轨道2，驱动小车3，天顶弧半圆轨道2上安装有传感器小车4，驱动小车3和天顶弧半圆轨道2之间通过3根拉杆连接，组成空间四面体结构，驱动小车3、传感器小车4上分别安装有驱动电机，驱动电机转轴上安装有驱动轮，方位圆轨道1和天顶弧半圆轨道2上分别安装有和所述驱动轮啮合的同步齿形带；天顶弧半圆轨道2的两端安装有滚动小车5在方位圆轨道上滚动配合。
方位圆轨道1和天顶弧半圆轨道2半径均为2米，天顶弧半圆轨道2的圆心在方位圆轨道1的底平面上，天顶弧半圆轨道2和方位圆轨道1偏置设置。
测量架参数：
重量：200kg
半径：2m
功耗：350w
电机运动速度：0.23m/s
电机定位精度：0.2°
探测器小车平台定位范围：天顶角-75°～+75°，方位角0°～360°
自动运动周期：10min
运输方式：分拆汽车运输
分拆时间：30min
装配调整时间：90min。
Claims (3)
1、地面双向反射分布函数自动测量架，其特征在于包括方位圆轨道，天顶弧半圆轨道，方位圆轨道和天顶弧半圆轨道上分别安装有同步齿形带，方位圆轨道上安装驱动小车，驱动小车的驱动轮与同步齿形带啮合，所述的驱动小车和天顶弧半圆轨道之间通过拉杆连接，拖动天顶弧半圆轨道在方位圆轨道上转动，天顶弧半圆轨道上安装有传感器小车，传感器小车上安装有驱动轮，传感器小车的驱动轮和天顶弧同步齿形带啮合；天顶弧半圆轨道的两端安装有滚动小车，滚动小车和方位圆轨道滚动配合。
2、根据权利要求1所述的自动测量架，其特征在于所述的驱动小车和天顶弧半圆轨道下端的两个滚动小车、传感器小车之间通过活动拉杆固定连接。
3、根据权利要求1所述的自动测量架，其特征在于所述的驱动小车和传感器小车上均安装有驱动电机作为驱动轮的动力机构。
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