CN111486951A - 一种多功能光纤光谱仪辅助测量装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光纤光谱仪测量技术领域，具体涉及一种多功能光纤光谱仪辅助测量装置，该装置分别与光纤光谱仪和移动终端设备连接，以在光纤光谱仪进行测量时，将该装置采集视野数据在移动终端设备的显示屏上进行实时显示；装置包括手持部、旋转测量部和横臂；横臂转动连接与手持部，旋转测量部转动连接与横臂，旋转测量部上设有用于固定光纤的固定部，光纤的一端为光纤镜头，光纤的另一端连接光纤光谱仪；旋转测量部上设有第一摄像头；手持部上设有用于处理光纤光谱仪和第一摄像头所采集的数据的控制装置，控制装置将处理后的数据传输至移动终端设备。本发明可以帮助测量者明确所测范围，方便测量者在测量现场做必要的调整，可以保持光纤测量角度。

Description

一种多功能光纤光谱仪辅助测量装置及方法

技术领域

本发明涉及光纤光谱仪测量技术领域，尤其是涉及一种多功能光纤光谱仪辅助测量装置及方法。

背景技术

光谱仪的光纤前端是光纤镜头，测量地物(矿石，植被等)的反射光通过光纤镜头、光纤进入光谱仪内，光谱仪可以测得各波长光谱的能量/反射率等。这些数据可以和为卫星获得的光谱数据比对，也可以做其他的分析。

以往进行测量时，测量者对测量的范围，要考虑到光纤镜头的视场角，以及与被测物的距离。光纤镜头的视场角是固定的，但是与被测物的距离往往就只能靠估算。当镜头视场角为25°，距离被测物是1米时，视野范围大致是一个以光纤轴线投影为中心，半径是22.5cm的圆形区域。

而这样的估算，本身就是不准确的，测量者既不能准确指出轴线投影的位置，也不能保证距离就是1米。误差是非常巨大的，所以有经验的测量者就要留出巨大的余量，而没有经验的测量者则有可能没有测到自己想要测量的地物，又或者测量到大量自己不想测量的地物。在后期光谱分析过程中，给测量者带来了非常多的麻烦。

另外当用户使用具备视野功能的设备时，利用视野进行调整的同时，往往会忽视测量角度，造成另外一个测量角度的不一致。

在光谱测量时，有一些参数对以后的光谱分析是有参考价值的，需要同时记录。比如，天空云量，空气温湿度，GPS信息等。这就要求测量者要随身携带较多的小型仪器设备，而且对于以后的数据整合也带来了一定的工作量和困难。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种多功能光纤光谱仪辅助测量装置及方法，其解决了光谱仪测量过程中浪费大量时间以及测量数据不准确的技术问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

本发明提供一种多功能光纤光谱仪辅助测量装置，所述装置分别与所述光纤光谱仪和移动终端设备连接，以在所述光纤光谱仪进行测量时，将所述装置采集的视野数据在移动终端设备的显示屏上进行实时显示；

所述装置包括手持部、旋转测量部和横臂；

所述横臂转动连接与所述手持部，以获得光纤光谱仪测量所需第一角度；

所述旋转测量部转动连接与所述横臂，以获得光纤光谱仪测量所需第二角度；

所述旋转测量部上设有用于固定光纤的固定部，所述光纤的一端为光纤镜头，光纤的另一端连接光纤光谱仪；

所述旋转测量部上设有与光纤镜头方向相同的用于采集被测物视野数据的第一摄像头；

所述手持部上设有用于处理光纤光谱仪和第一摄像头所采集的数据的控制装置，所述控制装置将处理后的数据传输至移动终端设备以进行实时显示。

可选地，所述手持部内设有用于调整旋转测量部和横臂第一角度的第一电机，所述横臂内设有用于调整旋转测量部第二角度的第二电机。

可选地，所述手持部内部还设有用于获得手持部相对于地磁的角度数据的第一姿态传感器，所述第一姿态传感器和控制装置电连接；所述控制装置与第一电机、第二电机电连接，并且控制第一电机、第二电机的转动。

可选地，所述手持部内部还设有用于获取地理位置信息数据的GPS传感器，所述GPS传感器与控制装置电连接。

可选地，所述手持部内部还设有用于将控制装置与光纤光谱仪和移动终端无线连接的WIFI天线。

可选地，所述手持部上还设有用于检测空气温湿度数据的空气温湿度传感器，所述空气温湿度传感器与控制装置电连接。

可选地，所述手持部上还设有与延长杆的固定螺丝连接的螺孔。

可选地，所述旋转测量部上还设有用于拍摄天空云量图像的第二摄像头，所述第二摄像头与控制装置电连接。

可选地，所述旋转测量部内部设有用于获得旋转测量部第一角度和第二角度数据的第二姿态传感器，所述第二姿态传感器与控制装置电连接。

本发明还提供一种多功能光纤光谱仪辅助测量装置的测量方法，包括以下步骤：

S1：将所述装置分别与光纤光谱仪和移动终端设备连接；

S2：将所述装置、光纤光谱仪和移动终端设备的电源打开，调节光纤光谱仪测量所需的角度；

S3：当光纤光谱仪的角度调整到测量需要的角度时，按下手持部上的测量扳机或者移动终端设备上的测量键进行测量；

S4：利用光纤镜头轴心和第一摄像头轴心的相对距离以及光纤镜头的视场角度，在控制装置中计算出光纤光谱仪实际测量的中心点和视野范围；

S5：控制装置将在第一摄像头拍摄的影像上叠加步骤S4中实际测量的中心点和视野范围；

S6：控制装置将光纤光谱仪、第一摄像头采集的数据发送至移动终端设备，供光谱测量者实时查看测量视野数据及光纤光谱仪数据。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：本发明提供一种多功能光纤光谱仪辅助测量装置，由于采用了第一摄像头和光纤镜头相结合的方式，相对于现有技术而言，其利用第一摄像头轴线与光纤镜头轴线间的距离，光纤镜头视场角度，然后通过三角函数算出视野范围，并将该视野范围加成到第一摄像头采集的影像数据上，最后传输给移动终端设备，使测量者可以通过移动终端设备看到实时的光纤测量视野范围。

该装置分别与光纤光谱仪和移动终端设备连接，以在光纤光谱仪进行测量时，将该装置采集被测物区域的中心点和范围以及被测物影像数据在移动终端设备的显示屏上进行实时显示；另外，在用户依据范围和影像调整时，该装置能维持测量角度的稳定；同时该装置可以同时记录与所采集光谱相关的辅助信息数据。

本发明包括多种传感器，同时记录并显示这些传感器测量的数据，为光谱测量及以后的分析提供参考。

本发明可以帮助光谱测量者明确所测物体，可以保持光纤的测量角度，同时记录相关的用于光谱分析的参考信息，测量者只需一人即可进行调整，节省时间和人力。

本发明的控制装置具有存储功能，故保留了测量视野范围的影像数据以及测量光谱数据，用于在以后的分析过程中提供参考。

本发明会让光谱测量的数据更加准确可靠，光谱数据更易于管理。

附图说明

图1为本发明多功能光纤光谱仪辅助测量装置的主视局部剖视图。

图2为本发明多功能光纤光谱仪辅助测量装置的后视局部剖视图。

图3为本发明多功能光纤光谱仪辅助测量装置的右视局部剖视图。

图4为本发明多功能光纤光谱仪辅助测量装置的左视图。

【附图标记说明】

1：手持部；2：旋转测量部；3：横臂；4：第一摄像头；5：测距传感器；6：控制装置；7：光纤；8：光纤镜头；9：测量扳机；10：第一电机；11：第二电机；12：第一姿态传感器；13：GPS传感器；14：WiFi天线；15：空气温湿度传感器；16：电源开关；17：电池；18：第二摄像头；19：第二姿态传感器；20：螺孔。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

实施例，参照图1-图4，本发明提供一种多功能光纤光谱仪辅助测量装置，该装置分别与光纤光谱仪和移动终端设备连接，以在光纤光谱仪进行测量时，将该装置采集的视野数据在移动终端设备的显示屏上进行实时显示；

该装置包括手持部1、旋转测量部2和横臂3；

横臂3转动连接与手持部1，以获得光纤光谱仪测量所需第一角度；

旋转测量部2转动连接与横臂3，以获得光纤光谱仪测量所需第二角度；

旋转测量部2上设有用于固定光纤7的固定部，光纤7的一端为光纤镜头8，光纤7的另一端连接光纤光谱仪；

旋转测量部2上设有与光纤镜头8方向相同的用于采集被测物视野数据的第一摄像头4；

手持部1上设有用于处理光纤光谱仪和第一摄像头4所采集的数据的控制装置6，控制装置6将处理后的数据传输至移动终端设备以进行实时显示。

具体地，本发明中的第一角度为光纤光谱仪在进行测量时，旋转测量部2和横臂3相对于手持部1转动的角度；第二角度为旋转测量部2相对于横臂3转动的角度。本实施例中的第一角度为旋转测量部2的横滚角，第二角度为旋转测量部2的俯仰角。当然也可以设置为第一角度为旋转测量部2的俯仰角，第二角度为旋转测量部2的横滚角。

旋转测量部2上可以设置有两个固定光纤7的固定部，可以同时连接两台光谱仪，为以后增加一个地物光谱仪，如超高分辨率的地物光谱仪或者其他波段的光谱仪使用。旋转测量部2上的固定部为卡簧，光纤7插入旋转测量部2，并通过卡簧将光纤7固定在需要的位置，光纤7的前端为用于测量地物反射光的光纤镜头8。本实施例中，光纤7靠近光纤镜头8的一端固定在旋转测量部2上的固定部上。固定部也可以为卡扣、螺栓等。

本实施例中的视野数据既包括第一摄像头4拍摄的被测物的影像数据，又包括第一摄像头4获取的被测物的距离数据；第一摄像头4采集被测物的影像数据用以提供视野功能，以及用于后续分析数据时参考；第一摄像头4为两个或多个时，利用深度相机原理还能够实现测距的目的；即采用两个或多个第一摄像头4时，通过控制装置6能够计算出被测物的距离，控制装置6再将显示被测物距离的影像数据传递给移动终端设备以供测量者观看，便于测量者随时调整测量的距离及影像。

本发明中的第一摄像头4为光纤相机时，光纤相机的光纤与光谱仪光纤混合在一起，形成同轴也能实现将被测物的影像数据传递给移动终端设备以供测量者观看的功能。

光纤7将被测物反射光传递给光纤光谱仪，光纤光谱仪再将计算的光谱数据传递给控制装置6，同时第一摄像头4将采集的被测物的视野数据传递到控制装置6；控制装置6处理上述数据，并将上述数据传递到移动终端设备。

本发明中的旋转测量部2上还可以设置用于获得被测物距离数据的测距传感器5，测距传感器5用以测量装置距被测物的距离，测距传感器5将测量的距离数据传递到控制装置6，辅助视野功能的完成。测距传感器5可以是激光传感器、超声传感器。此时视野数据既包括第一摄像头4拍摄的被测物的影像数据，又包括第一摄像头4、测距传感器5和光纤镜头8一同获取的被测物的中心点和范围数据。

本发明根据光纤镜头8的轴线、第一摄像头4的轴线和测距传感器5的轴线的相对位置以及距离数据，通过控制装置6计算出被测物的中心点，再根据光纤镜头8的视场角度数据，通过控制装置6计算出被测物的视野范围，并将该中心点和视野范围加成到第一摄像头4拍摄的影像数据上，最后传输给移动终端设备，使测量者可以通过移动终端设备看到实时的光纤测量视野数据。

本发明中的控制装置6设置在手持部1的内部，通过控制装置6来控制整个装置的运转，不需要改变现有的光纤光谱仪的结构，直接将控制装置6与光纤光谱仪连接即可进行测量，控制装置6用于处理光纤光谱仪及第一摄像头4的数据，控制装置6还具有存储功能，当移动终端设备出现故障时，控制装置6也能够将测量的数据存储下来，避免数据的丢失。在上述实施例的基础上，手持部1内部设置用于调整横臂3和旋转测量部2第一角度的第一电机10，用于使横臂3和旋转测量部2相对于手持部1在第一方向旋转；横臂3内设置用于调整旋转测量部2第二角度的第二电机11，用于使旋转测量部2相对于横臂3在第二方向旋转。

具体地，第一电机10的输出轴穿过手持部1与横臂3固定连接，横臂3在第一电机10的带动下相对于手持部1转动，能够使横臂3以及其上的旋转测量部2转到测量需要的第一角度。第二电机11设置在横臂3的一端内，第二电机11的输出轴穿过横臂3与旋转测量部2固定连接，旋转测量部2与横臂3的另一端通过轴承活动连接，使旋转测量部2在第二电机11的带动下相对于横臂3转动，从而使旋转测量部2转到测量需要的第二角度。

本实施例的横臂3为U型框架结构，横臂3的两端分别固定两个圆弧形结构，圆弧形结构设置在旋转测量部2的两侧面，圆弧形结构内部固定有第二电机11，用以调整旋转测量部2的第二角度。横臂3的两端做成圆弧形结构有一定的美观作用。

本发明的横臂3根据测量需要，还可以设置为单臂的框架或者多臂的框架，也可以设置为全包的框架。

本实施例通过设置第一电机10和第二电机11，使旋转测量部2转动到需要的测量角度，测量角度包括第一角度和第二角度，便于测量者进行地物测量。

本实施例中手持部1内部的第一电机10为横滚舵机，横臂3内的第二电机11为俯仰舵机，本实施例选择舵机作为驱动源，能够达到使装置稳定的效果，另外舵机耗电量小，还可以达到延长野外工作续航时间的技术效果。

本发明的手持部1内部还设有用于获得手持部1相对于地磁的角度数据的第一姿态传感器12，第一姿态传感器12和控制装置6电连接，控制装置6与第一电机10、第二电机11电连接并且控制第一电机10、第二电机11的转动。

具体地，第一姿态传感器12为IMU传感器，其可以检测到手持部1相对于地磁的角度数据并将检测到的数据传递给控制装置6，控制装置6接收第一姿态传感器12检测到的数据并控制第一电机10和第二电机11转动，使旋转测量部2调整至需要的测量角度。以上步骤为连续实时反馈控制。测量角度包括第一角度和第二角度。本发明在获得视野数据的同时，也提高了测量数据的准确性。

本发明中的第一姿态传感器12不限于设置在手持部1内部，还可以设置在旋转测量部2或者横臂3上；本实施例中将第一姿态传感器12设置在手持部1内部，可以使第一姿态传感器12与控制装置6的接线更加方便、美观；而且可以避免第一电机10和第二电机11频繁的转动，延长第一电机10和第二电机11的使用寿命。

本实施例中通过设置第一姿态传感器12，可以实现实时调整旋转测量部2的测量角度的目的，方便测量工作的进行，节省测量时间。

在上述实施例中，手持部1内部还设有用于获取地理位置信息数据的GPS传感器13，GPS传感器13与控制装置6电连接，用于将获得的数据传递给控制装置6；控制装置6将上述数据处理后传递给移动终端设备，并在移动终端设备上显示出来，能够使测量者在移动终端设备上看到被测物的具体地理位置信息以及时间信息等。

在上述实施例中，手持部1内部还设有WIFI天线14，WIFI天线14用于将控制装置6与光谱仪和移动终端设备无线连接。

手持部1上还可以设置网口，用于将控制装置6与光谱仪有线连接。以备与光谱仪无线连接不稳定的情况下应急使用。一般情况下，手持终端和装置间的wifi连接是非常稳定的。

在上述实施例中，手持部1上还设有用于检测空气温湿度的空气温湿度传感器15，空气温湿度传感器15与控制装置6电连接。

控制装置6将接收到的空气温湿度数据传递给移动终端设备，并在移动终端设备上显示出来。空气的温湿度是遥感测量中的一种参考数据，可以辅助光谱测量，便于光谱测量后续的数据分析使用。

在上述实施例中，手持部1上还设有与延长杆的固定螺丝连接的螺孔20。

可以通过螺丝将延长杆固定在手持部1上；手持部1上螺孔20的位置可以根据需要设置；便于测量者测量不方便测量的地物，例如高大的树木冠层等。

当测量者手持不方便时，可以将手持部1接上延长杆背在背后，这样就不需要测量者一直手持该装置进行测量，可以解放测量者的双手。

在上述实施例中，手持部1上还设有与手持部1内部的电池17连接的电源开关16；通过电源开关16来开启或关闭整个装置。

具体地，电池17可以通过手持部1上的充电口进行充电，也可以通过在手持部1上设置太阳能电池板，对电池17进行充电。

在上述实施例中，旋转测量部2上还设置用于拍摄天空云量图像的第二摄像头18，第二摄像头18与控制装置6电连接。

具体地，云量是遥感测量中的一种参考数据，设置一个拍摄天空云量图像的第二摄像头18，一方面可以用于检测旋转测量部2的角度是否达到测量要求，例如旋转测量部2上的光纤7垂直向下时，则第二摄像头18应该是垂直向上拍摄的，如果第二摄像头18拍摄的角度不对，可以通过控制装置6重新对旋转测量部2进行调整；另一方面可以用于计算测量时天空中的云量，通过控制装置6计算第二摄像头18拍摄的图像中RGB的蓝光光强，进而来计算云量，最终将计算出的云量数据显示在移动终端设备上；云量是用来确定光谱准确度的一个重要参考信息。测量者可以通过移动终端设备选择是否通过控制装置6打开或关闭第二摄像头18，第二摄像头18采集的图像和基于图像计算出的云量数据发送至移动终端设备，供光谱测量者实时查看。

在上述实施例中，旋转测量部2内部设有用于获得旋转测量部2第一角度和第二角度数据的第二姿态传感器19，第二姿态传感器19与控制装置6电连接。第二姿态传感器19和光纤7的固定部是刚性连接，第二姿态传感器19检测到的数据会通过控制装置6计算成光纤7的测量角度，最终显示在移动终端设备上。

具体地，第二姿态传感器19为IMU传感器，其可以检测到旋转测量部2的第一角度和第二角度数据并将检测到的数据传递给控制装置6，控制装置6再结合第一姿态传感器12检测到的数据确认两个姿态传感器的数据的一致性，第一姿态传感器12与第二姿态传感器19检测到的数据不一致的主要原因是旋转测量部2、横臂3和手持部1之间的电机连接部发生了错位。如果第一姿态传感器12与第二姿态传感器19检测到的数据不一致，需要以第二姿态传感器19检测的数据对第一姿态传感器12进行修正，如果第一姿态传感器12与第二姿态传感器19检测到的数据一致，则不需要对第一姿态传感器12进行修正。如果第一姿态传感器12和第二姿态传感器19检测到的数据差距较大，超过设定阈值，会提示测量者进行第一姿态传感器12和第二姿态传感器19的匹配。匹配的过程是把设备静止不动几秒钟，系统会计算两个传感器的差值，而后直接给一个修正角度。第二姿态传感器19主要起到一个辅助检验的作用，开机自检的时候，第一姿态传感器12和第二姿态传感器19会做一次匹配。自检通过以后，第一姿态传感器12的数据用于控制第一电机10、第二电机11的转动，第二姿态传感器19的数据用于显示光纤7的测量角度，同时第一姿态传感器12和第二姿态传感器19检测的数据也会定时比较，以防止特殊情况造成的控制失灵。手持部1、旋转测量部2和横臂3通过电机连接部的齿轮咬合连接，如果齿轮咬合的位置变了，那么角度的传递就发生了变化，就要重新匹配一下。在旋转测量部2内增加一个第二姿态传感器19，可以保证光纤镜头8一直处在需要的测量角度，使测得的数据更加准确。还可以在第一姿态传感器12发生故障时，保证装置可以正常运行，确保测量数据的准确性。

本发明中的手持部1上还设有用于一键开启测量的测量扳机9，测量扳机9与手持部1内的电路板连接，电路板分别与第一摄像头4、测距传感器5、控制装置6、第一姿态传感器12、GPS传感器13、空气温湿度传感器15、第二摄像头18、第二姿态传感器19及光谱仪电连接；测量时，扣动测量扳机9可以完成一次测量和数据记录，便于用户单手操作。由于光纤光谱仪是实时在进行测量，扣动测量扳机9即可以记录测量的数据，测量的数据包括第一摄像头4、测距传感器5、控制装置6、第一姿态传感器12、GPS传感器13、空气温湿度传感器15、第二摄像头18、第二姿态传感器19及光谱仪测量的所有数据，并把这些数据存储起来，以便后续分析时参考用。

本发明中的第一电机10和第二电机11也可以为伺服电机、步进电机等，其也能够实现驱动横臂3和旋转测量部2转动的功能。

本发明中的第一姿态传感器12和第二姿态传感器19也可以为倾角传感器，其也能够实现获得旋转测量部2及光纤7第一角度和第二角度的功能。

本发明还提供一种多功能光纤光谱仪辅助测量装置的测量方法，包括以下步骤：

S1：将所述装置分别与光纤光谱仪和移动终端设备连接；

S2：将所述装置、光纤光谱仪和移动终端设备的电源打开，此时，第一姿态传感器12和第二姿态传感器19开始工作，第一姿态传感器12和第二姿态传感器19将采集的数据传递给控制装置6，控制装置6控制第一电机10和第二电机11转动，进而调节旋转测量部2和光纤7的测量角度；

S3：当光纤7的测量角度调整到测量需要的角度时，按下手持部1上的测量扳机9或者移动终端设备上的测量键进行测量；

S4：利用光纤镜头8轴心、第一摄像头4轴心和测距传感器5轴心的相对距离以及光纤镜头8的视场角度，在控制装置6中计算出光谱仪实际测量的中心点和视野范围；

S5：控制装置6将在第一摄像头4采集的影像数据上叠加步骤S4中实际测量的中心点和视野范围；

S6：控制装置6将光纤光谱仪、第一摄像头4、GPS传感器13、空气温湿度传感器15、第二摄像头18、第二姿态传感器19采集的数据和结合时间计算出的其他参数数据发送至移动终端设备，供光谱测量者实时查看测量的数据。

本发明的具体测量步骤为：

首先将光纤7插入旋转测量部2的光纤的固定部，然后将该装置与移动终端设备和光谱仪通过wifi完成数据连接。该装置内部通过电池供电，开机之后，通过第一姿态传感器12、第二姿态传感器19及控制装置6，装置完成测量角度的自检，自检通过以后，第一姿态传感器12检测的数据用于控制第一电机10和第二电机11的转动，第二姿态传感器19检测的数据用于显示光纤7的测量角度，同时第一姿态传感器12、第二姿态传感器19检测数据也会定时比较，以防止特殊情况造成的控制失灵。在移动终端设备上可以看到各传感器数据传回，通过移动终端设备即可以完成对光谱仪和辅助装置的控制，进行工作。

本发明一种多功能光纤光谱仪辅助测量装置，其中，固定在旋转测量部2上的光纤镜头8、第一摄像头4以及测距传感器5的轴心的相对位置固定；利用光纤镜头8轴心、第一摄像头4轴心和测距传感器5轴心的相对距离以及光纤镜头8的视场角度，可以在控制装置6中计算出光谱仪实际测量的视野范围，在第一摄像头4拍摄的影像中叠加上此视野范围。

控制装置6将叠加了视野范围的影像通过有线或无线发送至移动终端设备，供光谱测量者实时查看测量视野范围。

控制装置6也可以通过有线或者无线的方式，获取光谱仪的测量数据，也发送到移动终端设备上，供光谱测量者使用。

本发明提供了一种能够实时向测量者展示光纤光谱获取视野范围的装置。测量者可以利用这个装置，修正自己的测量选择。让测量者明确的知道自己测的什么。

另外每次测量时，同时保留第一摄像头拍摄的带有视野范围的影像，为以后的光谱分析提供必要的参考。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”，可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”，可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”，可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种多功能光纤光谱仪辅助测量装置，所述装置分别与所述光纤光谱仪和移动终端设备连接，以在所述光纤光谱仪进行测量时，将所述装置采集的视野数据在移动终端设备的显示屏上进行实时显示；其特征在于：

所述装置包括手持部(1)、旋转测量部(2)和横臂(3)；

所述横臂(3)转动连接与所述手持部(1)，以获得光纤光谱仪测量所需第一角度；

所述旋转测量部(2)转动连接与所述横臂(3)，以获得光纤光谱仪测量所需第二角度；

所述旋转测量部(2)上设有用于固定光纤(7)的固定部，所述光纤(7)的一端为光纤镜头(8)，光纤(7)的另一端连接光纤光谱仪；

所述旋转测量部(2)上设有与光纤镜头(8)方向相同的用于采集被测物视野数据的第一摄像头(4)；

所述手持部(1)上设有用于处理光纤光谱仪和第一摄像头(4)所采集的数据的控制装置(6)，所述控制装置(6)将处理后的数据传输至移动终端设备以进行实时显示。

2.根据权利要求1所述的一种多功能光纤光谱仪辅助测量装置，其特征在于：所述手持部(1)内设有用于调整旋转测量部(2)和横臂(3)第一角度的第一电机(10)，所述横臂(3)内设有用于调整旋转测量部(2)第二角度的第二电机(11)。

3.根据权利要求2所述的一种多功能光纤光谱仪辅助测量装置，其特征在于：所述手持部(1)内部还设有用于获得手持部(1)相对于地磁的角度数据的第一姿态传感器(12)，所述第一姿态传感器(12)和控制装置(6)电连接；所述控制装置(6)与第一电机(10)、第二电机(11)电连接，并且控制第一电机(10)、第二电机(11)的转动。

4.根据权利要求1-3任一所述的一种多功能光纤光谱仪辅助测量装置，其特征在于：所述手持部(1)内部还设有用于获取地理位置信息数据的GPS传感器(13)，所述GPS传感器(13)与控制装置(6)电连接。

5.根据权利要求4所述的一种多功能光纤光谱仪辅助测量装置，其特征在于：所述手持部(1)内部还设有用于将控制装置(6)与光纤光谱仪和移动终端无线连接的WIFI天线(14)。

6.根据权利要求4所述的一种多功能光纤光谱仪辅助测量装置，其特征在于：所述手持部(1)上还设有用于检测空气温湿度数据的空气温湿度传感器(15)，所述空气温湿度传感器(15)与控制装置(6)电连接。

7.根据权利要求4所述的一种多功能光纤光谱仪辅助测量装置，其特征在于：所述手持部(1)上还设有与延长杆的固定螺丝连接的螺孔(20)。

8.根据权利要求4所述的一种多功能光纤光谱仪辅助测量装置，其特征在于：所述旋转测量部(2)上还设有用于拍摄天空云量图像的第二摄像头(18)，所述第二摄像头(18)与控制装置(6)电连接。

9.根据权利要求4所述的一种多功能光纤光谱仪辅助测量装置，其特征在于：所述旋转测量部(2)内部设有用于获得旋转测量部(2)第一角度和第二角度数据的第二姿态传感器(19)，所述第二姿态传感器(19)与控制装置(6)电连接。

10.一种根据权利要求1-9任意一项所述的多功能光纤光谱仪辅助测量装置的测量方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：将所述装置分别与光纤光谱仪和移动终端设备连接；

S2：将所述装置、光纤光谱仪和移动终端设备的电源打开，调节光纤光谱仪测量所需的角度；

S3：当光纤光谱仪的角度调整到测量需要的角度时，按下手持部(1)上的测量扳机(9)或者移动终端设备上的测量键进行测量；

S4：利用光纤镜头(8)轴心和第一摄像头(4)轴心的相对距离以及光纤镜头(8)的视场角度，在控制装置(6)中计算出光纤光谱仪实际测量的中心点和视野范围；

S5：控制装置(6)将在第一摄像头(4)拍摄的影像上叠加步骤S4中实际测量的中心点和视野范围；

S6：控制装置(6)将光纤光谱仪、第一摄像头(4)采集的数据发送至移动终端设备，供光谱测量者实时查看测量视野数据及光纤光谱仪数据。

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