CN114842772A - 一种自动调节显示高度的太阳望远镜展览系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及科普教育技术领域，尤其是一种自动调节显示高度的太阳望远镜展览系统及方法。一种自动调节显示高度的太阳望远镜展览系统及方法包括手持电子设备、控制计算机、成像显示设备、音频播放设备、灯光组件、红外探测装置以及升降装置。手持电子设备、成像显示设备、音频播放设备、灯光组件、红外探测装置以及升降装置与控制计算机电性连接，成像显示设备与升降装置连接。太阳望远镜展览系统能够通过声、光、图像等对太阳望远镜结构、太阳望远镜后端仪器以及太阳望远镜采集的科学级图像进行形象生动的展示，让公众更加全面了解太阳望远镜及我国的行星际空间探测事业。

Description

一种自动调节显示高度的太阳望远镜展览系统及方法

技术领域

本发明涉及科普教育技术领域，尤其是一种自动调节显示高度的太阳望远镜展览系统及方法。

背景技术

60cm太阳望远镜项目是上海天文馆(上海科技馆分馆)重要的天文观测设备之一，其主要功能在于实时观测太阳，实时获取多个波段太阳像。科普展示和科普教育是60cm太阳望远镜设备的重要内容，也是根本出发点。因此，强大的科普展示能力和深入浅出的科普教育能力是60cm太阳望远镜方案设计过程中的重要考虑之一。

目前太阳望远镜建设以及太阳观测领域，后端光学系统建设都着眼于专业应用出发。但是，如何在保证太阳望远镜满足专业应用的前提下，并能够内容丰富、形象生动地对太阳望远镜后端光学系统诸多仪器设备、观测成像、演化机理等进行展示，面临着较大困难，是急需解决的问题。

并且在节假日尤其是寒暑假期间,由于参观游客人数的爆发式增长，展馆内人流量大，成像显示装备容易被前排游客遮挡，导致后排游客不能看到完整的显示图像以及视频，如何改善游客在拥挤状态下，视线不被遮挡，提高游客观看体验，也是亟待解决的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：

一种自动调节显示高度的太阳望远镜展览系统，包括：手持电子设备、控制计算机、成像显示设备、音频播放设备、灯光组件、红外探测装置以及升降装置；

手持电子设备与控制计算机电性连接，用于与控制计算机通信，向控制计算机发送指令。成像显示设备与控制计算机电性连接，用于获取控制计算机输出的图像信息并显示。音频播放设备与控制计算机电性连接，用于获取控制计算机输出的音频信息并播放。灯光组件与控制计算机电性连接，用于获取控制计算机输出的灯光控制信号并执行灯光的控制动作。红外探测装置与控制计算机电性连接，用于获取展馆的红外图像并将红外图像发送给控制计算机。升降装置与控制计算机电性连接，用于获取控制计算机输出的升降控制信号并执行升降动作。升降装置与成像显示设备连接，用于实现成像显示设备与升降装置同步运动。

优选的，所述手持电子设备包括指令单元，所述指令单元用于生成控制指令，并将控制指令发送给控制计算机。所述控制指令包括图像控制指令、音频控制指令、灯光控制指令以及顺序控制指令。

图像控制指令用于控制成像显示设备显示内容，音频控制指令用于控制音频播放设备播放内容，灯光控制指令用于控制灯光开闭，顺序控制指令包括用于控制成像显示设备显示的多个内容的图像顺序指令、用于控制音频播放设备播放的多个内容的音频顺序指令、用于控制多个灯光开闭顺序的灯光顺序指令。

优选的，所述手持电子设备还包括第一存储单元和模式选择单元。所述第一存储单元用于存储模式选择指令以及对应的控制指令生成策略。模式选择单元获取输入的模式选择指令，在第一存储单元中查询模式选择指令对应的控制指令生成策略，将相应的控制指令生成策略输出给指令单元。所述控制指令生成策略用于控制所述指令单元生成控制指令。

优选的，所述控制计算机包括第二存储单元，所述第二存储单元用于存储图像内容、视频内容、音频内容、文字内容。所述图像内容包括太阳图像，太阳图像包括TiO波段全日面光球像、Hαline全日面色球像、Ca K line全日面白光像、TiO波段高分辨率光球像、H α波段高分辨率色球像以及太阳光谱仪图像。所述视频内容包括天文科普视频和三维动画，所述音频内容包括天文科普音频，所述文字内容包括图像内容、视频内容对应的文字说明。

优选的，所述控制计算机还包括处理单元，所述处理单元包括图像处理模块、数据处理模块以及升降控制模块。所述图像处理模块用于扫描红外图像中的色彩差异，根据色彩差异识别温度介于35-42摄氏度之间的物体，并对符合温度要求的物体进行标记。

所述数据处理模块用于统计红外图像中的标记数量，计算出展馆总人数以及根据展馆总人数和展馆面积计算实时人流密度系数a₀，其计算公式为：

所述升降控制模块用于对比实时人流密度系数与预设人流密度系数，生成升降装置相应的升降控制指令，并将升降控制指令发送给升降装置。

优选的，所述升降控制模块中预设人流密度系数分为拥挤人流密度系数a₁和稀疏人流密度系数a₂。实时人流密度系数介于稀疏人流密度系数和拥挤人流密度系数之间，升降装置处于默认高度，距离地面2.5米。实时人流密度系数大于等于拥挤人流密度系数，控制计算机生成升降装置的上升控制信号，升降装置上升至距地面3米的高度。实时人流密度系数小于等于稀疏人流密度系数，控制计算机生成升降装置的下降控制信号，升降装置下降至距地面2米的高度。

优选的，所述红外探测装置为360度全景拍摄范围，设于展馆顶部，安装位置距离地面2.5米-3.5米。

优选的，所述升降装置包括盒体、控制单元、升降电机、升降螺杆、升降滑块、升降滑轨以及安装板；

所述盒体包括盒体主体以及盒体底板，盒体主体与盒体底板可拆卸连接。所述盒体主体用于提供存储空间，所述盒体底板用于固定整个升降装置。所述控制单元输入端通过连接线与控制计算机电性连接，用于接收升降控制指令。所述控制单元输出端通过连接线与升降电机电性连接，用于控制升降电机执行指令动作，所述指令动作包括控制升降电机的转动速度、转动方向以及转动时间。所述升降电机连接于盒体底板，升降电机的转轴与升降螺杆连接，可实现升降电机带动升降螺杆同步转动。所述升降螺杆表面设有外螺纹，所述外螺纹在升降螺杆表面长度为1-1.5米，且与升降螺杆两端留有未开设螺纹的光滑杆面区。所述升降滑块呈长方体形状，一端沿高度方向穿孔，孔内设有与升降螺杆外螺纹配合的内螺纹。所述升降滑轨呈凹槽形状，连接于盒体本体表面，所述凹槽与所述升降滑块外形配合，用于限制升降滑块在凹槽内水平方向的转动，实现升降滑块在凹槽内的滑动。所述安装板连接于所述升降滑块的另一端，用于固定连接需要升降的设备。

优选的，所述太阳望远镜展览系统还包括：太阳望远镜、光学平台、光学仪器以及投影设备。所述太阳望远镜用于获取太阳的光学辐射。所述光学仪器放置于光学平台上，用于将太阳望远镜输出的光束传输到投影设备上。所述投影设备用于将光学仪器输入的光束投射输出。

优选的，所述灯光组件还包括：环境灯、仪器指示灯和备用灯。所述环境灯设置在展览系统所在空间内，作为给展览系统所在空间进行照明的光源。所述仪器指示灯设置在展览系统所在空间内，作为指示所述光学仪器或者光学平台所在位置的光源。所述备用灯设置在光学平台上，备用灯用于作为替代太阳光的光源。

优选的，所述控制计算机与备用灯连接，控制计算机能够向备用灯发送灯光控制指令。灯光控制指令包括用于打开备用灯的启动备用灯控制指令和用于关闭备用灯的关闭备用灯控制指令。所述控制指令还包括天气模式指令，手持电子设备获取天气模式指令，并发送给控制计算机。控制计算机获取天气模式指令，根据天气模式指令生成启动备用灯控制指令或者关闭备用灯控制指令，并发送给备用灯。

一种自动调节显示高度的太阳望远镜展览方法，包括以下步骤：

S100：准备程序，包括：打开环境灯和红外探测装置、关闭仪器指示灯和备用灯；

判断太阳望远镜观测条件，如果具备观测条件则将太阳望远镜指向太阳，反之指向所述备用灯；

控制计算机识别红外图像，根据人流密度调整升降装置的高度；

S200：音频播放设备播放语音讲解音频；

S300：环境灯的亮度被调暗直至关闭；

S400：动画及视频播放，成像显示设备播放太阳望远镜三维动画和太阳望远镜实时监控视频；

S500：控制计算机根据输入的控制指令，控制仪器指示灯规律性的开启和关闭；

S600：太阳光束展示，判断太阳望远镜观测条件，如果不具备观测条件则控制备用灯开启，反之则控制备用灯保持关闭；

S700：太阳图像展示，判断太阳望远镜观测条件，如果不具备观测条件从控制计算机获取储存的历史太阳图像，并发送给成像显示设备进行显示，反之从控制计算机获取太阳望远镜采集的实时图像，并发送给成像显示设备进行显示；

S800：展示结束，打开环境灯。

优选的，所述成像显示设备包括6个并列放置的显示器，分别为显示器1～显示器6，步骤S700包括：

S701：显示器1播放TiO波段全日面望远镜成像光束三维动画，时长3秒并循环播放，显示器2～显示器6依次打开并显示全日面光球像TiO波段，之后显示器6～显示器3依次关闭；

S702:显示器1播放Hαline全日面望远镜成像光束三维动画，时长3秒并循环播放，显示器3～显示器6依次打开并显示全日面色球像Hαline，之后显示器6～显示器4依次关闭；

S703:显示器1播放Ca K line全日面望远镜成像光束三维动画，时长3秒并循环播放，显示器4～显示器6依次打开并显示全日面白光像Ca K line，之后显示器6、显示器5依次关闭；

S704:显示器1播放太阳望远镜及后端光学系统成像光束三维动画，时长3秒并循环播放，显示器5和显示器6依次打开并显示位于显示器上方的高分辨力光球像TiO波段和位于显示器底部的高分辨力色球像Hα波段，之后显示器6关闭；

S705:显示器1播放太阳望远镜及太阳光谱仪成像光束三维动画，时长3秒并循环播放，显示器6打开并显示太阳光谱仪图像。

本发明的有益效果体现在：

本发明的太阳望远镜展览系统能够通过声、光、图像等对太阳望远镜结构、太阳望远镜后端仪器以及太阳望远镜采集的科学级图像，进行形象生动的展示，能够全面、科学地展示太阳望远镜的高新技术成果，让公众更加全面了解太阳望远镜及我国的行星际空间探测事业。

实现了参观游客人数的激增，展馆内人流量大时，自动化调节成像显示设备的高度，解决游客在拥挤状态下视线被遮挡的问题，使游客能够观看完整的显示内容，提高游客观看体验。

附图说明

图1为本发明实施例自动调节显示高度的太阳望远镜展览系统示意图；

图2为本发明实施例自动调节显示高度的太阳望远镜展览系统的成像显示设备数量及布置方式示意图；

图3为本发明实施例自动调节显示高度的太阳望远镜展览系统的升降装置控制流程示意图；

图4为本发明实施例中红外探测装置采集图像的示意图；

图5为本发明实施例中升降装置侧剖结构图；

图6为本发明实施例中升降装置正面示意图；

图7为本发明实施例中升降装置隐藏安装板的示意图；

图8为本发明实施例中升降装置隐藏盒体、升降滑轨以及安装板的示意图；

图9为本发明实施例中的太阳望远镜、光学平台、光学仪器以及投影设备连接关系示意图；

图10为本发明实施例中仪器指示灯布局示意图；

图11为本发明自动调节显示高度的太阳望远镜展览方法流程图；

图12为本发明自动调节显示高度的太阳望远镜展览方法的太阳图像展示过程的流程图；

图13为本发明自动调节显示高度的太阳望远镜展览方法的科普演示流程图；

图14为本发明自动调节显示高度的太阳望远镜展览方法的天气模式选择示意图；

图15为本发明自动调节显示高度的太阳望远镜展览方法的日常演示过程示意图；

附图标记：1-手持电子设备；2-控制计算机；3-红外探测装置； 4-成像显示设备；5-音频播放设备；6-灯光组件；7-升降装置；701- 盒体；7010-盒体本体；7011-盒体底板；702-控制单元；703-升降电机；704-升降螺杆；705-升降滑块；706-升降滑轨；707-安装板；8- 光学仪器；9-投影设备；10-光学平台；11-局域网设备。

具体实施方式

下面结合附图及本发明的实施例对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

一种自动调节显示高度的太阳望远镜展览系统及方法，包括：手持电子设备1、控制计算机2、成像显示设备4、音频播放设备5、灯光组件6、红外探测装置3以及升降装置7；

手持电子设备1与控制计算机2电性连接，用于与控制计算机2 通信，向控制计算机2发送指令；

成像显示设备4与控制计算机2电性连接，用于获取控制计算机 2输出的图像信息并显示；

音频播放设备5与控制计算机2电性连接，用于获取控制计算机 2输出的音频信息并播放；

灯光组件6与控制计算机2电性连接，用于获取控制计算机2输出的灯光控制信号并执行灯光的控制动作；

红外探测装置3与控制计算机2电性连接，用于获取展馆的红外图像并将红外图像发送给控制计算机2；

升降装置7与控制计算机2电性连接，用于获取控制计算机2输出的升降控制信号并执行升降动作；

升降装置7与成像显示设备4连接，用于实现成像显示设备4与升降装置7同步运动。

本实施例中，手持电子设备1是平板电脑，控制计算机2是一台式电脑，成像显示设备4是六个呈一字型排布的55英寸显示器，音频播放设备5是一套3D环绕音响系统，红外探测装置3是全景红外摄像头，手持电子设备1通过局域网设备11或传输线设备与所述控制计算机2进行控制指令传输。红外探测装置3与控制计算机2电性连接，可以将采集的展馆内红外图像通过数据线传输给控制计算机2 进行处理运算。升降装置7与控制计算机2电性连接，可以接收控制计算机2传输的升降控制指令，并执行升降控制动作。升降装置7与成像显示设备4连接，可以固定成像显示设备4，当升降装置上下移动时，可实现成像显示设备4的同步移动。

目前太阳望远镜建设以及太阳观测领域，后端光学系统建设都着眼于专业应用出发。但是，如何在保证太阳望远镜满足专业应用的前提下，并能够内容丰富、形象生动地对太阳望远镜后端光学系统诸多仪器设备、观测成像、演化机理等进行展示，面临着较大困难。并且由于展馆面积有限，在法定节假日等人流较大的时候，前排游客可能会遮挡部分显示内容，造成后排游客观看体验不佳。

本实施例的太阳望远镜展览系统，能够应用于天文馆、科技馆等场馆，与太阳望远镜连接，获取太阳望远镜的图像，通过声、光、图像等对太阳望远镜结构、太阳望远镜后端仪器以及太阳望远镜采集的科学级图像，进行形象生动的展示。同时，由红外探测装置3采集展馆内红外图像，控制计算机2自动分析人流密度，进行控制升降装置 7升降带动成像显示设备4升降，向后排游客提供更好的观看体验。

实施例2

所述手持电子设备1包括指令单元，所述指令单元用于生成控制指令，并将控制指令发送给控制计算机2；

所述控制指令包括图像控制指令、音频控制指令、灯光控制指令以及顺序控制指令；

图像控制指令用于控制成像显示设备4显示内容，音频控制指令用于控制音频播放设备5播放内容，灯光控制指令用于控制灯光开闭，顺序控制指令包括用于控制成像显示设备4显示的多个内容的图像顺序指令、用于控制音频播放设备5播放的多个内容的音频顺序指令、用于控制多个灯光开闭顺序的灯光顺序指令。

本实施例中，手持电子设备1与控制计算机2电性连接，可以向控制计算机2发送用于控制成像显示设备显示图像内容的控制指令、控制音频播放设备5播放音频内容的控制指令、控制灯光组件6开闭某个灯光的控制指令以及控制成像显示设备4显示的多个内容的图像顺序指令、用于控制音频播放设备5播放的多个内容的音频顺序指令、用于控制多个灯光开闭顺序的灯光顺序指令。

科技馆的展示场馆根据排期会在特定时间对特定的内容进行讲解展示，其余时间为日常展示。讲解演示的过程又根据展示的内容不同，部分内容讲解员进行讲解，同时结合预先设置的图像，还有一部分内容通过音频和视频结合进行展示。

在此过程中，现有技术需要后台工作人员分别对视频、音频以及灯光进行控制，对于有讲解员讲解的过程还需要工作人员根据讲解员讲解的内容对视频、音频以及灯光进行控制。由人工进行控制必然存在控制时间的不一致，影响参与游客的体验。

本实施例的太阳望远镜展览系统能够通过顺序控制指令，在日常演示过程中，预先设置图像、音频的演示顺序，控制计算机2能够根据顺序自动循环演示指定的内容。

对于讲解员讲解的过程，讲解员能够根据讲解的内容以及自身的安排指定图像、音频、灯光的顺序，某一内容根据顺序演示完成后，自动演示过程中断，讲解员进行讲解，某个内容讲解结束后，讲解员能够通过手持电子设备1控制图像、音频进入下一阶段的演示顺序。可重复上述过程，直至演示结束。

本实施例的太阳望远镜展览系统的手持电子设备1能够生成顺序控制指令，提高控制计算机2的自动化程度，在不同的演示过程中通过顺序控制指令高度集成化地对图像、音频、灯光进行控制，优化参与者的观看体验。

实施例3

所述手持电子设备1还包括第一存储单元和模式选择单元；

第一存储单元用于存储模式选择指令以及对应的控制指令生成策略；

模式选择单元获取输入的模式选择指令，在第一存储单元中查询模式选择指令对应的控制指令生成策略，将相应的控制指令生成策略输出给指令单元；

所述控制指令生成策略用于控制所述指令单元生成控制指令。

本实施例中，模式选择指令以及对应的控制指令生成策略可以是针对不同的场景模式所设定的指令生成策略，举例来说，模式选择指令包括：自动演示模式、单步演示模式以及日常演示模式；

自动演示模式下所有演示的内容全部通过顺序控制指令生成，不需要人工介入，完成一次演示后终止。单步演示模式下所有演示的内容顺序预先排列生成，每个过程的开始需要演讲者通过手持电子设备 1进行操作。日常演示模式下演示的内容根据设定的顺序自动循环进行演示。

在具体实现过程中，太阳望远镜展览系统的手持电子设备1能够生成顺序控制指令，提高控制计算机2的自动化程度，在不同的演示过程中通过顺序控制指令高度集成化地对图像、音频、灯光进行控制，优化参与者的观看体验。

实施例4

所述控制计算机2包括第二存储单元，所述第二存储单元用于存储图像内容、视频内容、音频内容、文字内容；

所述图像内容包括太阳图像，太阳图像包括TiO波段全日面光球像、Hαline全日面色球像、Ca K line全日面白光像、TiO波段高分辨率光球像、Hα波段高分辨率色球像以及太阳光谱仪图像；

所述视频内容包括天文科普视频和三维动画，所述音频内容包括天文科普音频，所述文字内容包括图像内容、视频内容对应的文字说明。

本实施例中，太阳望远镜三维动画包括上海天文馆魔力太阳塔三维建筑动画、60cm太阳望远镜结构三维动画以及60cm太阳望远镜后端光学系统三维动画。，太阳图像包括TiO波段全日面光球像、Hα line全日面色球像、Ca K line全日面白光像、TiO波段高分辨率光球像、Hα波段高分辨率色球像、太阳光谱仪图像以及太阳望远镜三维动画和太阳图像都存放于控制计算机中。

在具体实现过程中，太阳望远镜三维动画和太阳图像都存放于控制计算机中，并且控制计算机与成像显示设备、音频播放设备、灯光组件、光学仪器以及投影设备连接，控制计算机直接向成像显示设备发送图像信息、向音频播放设备发送音频信号，提高图像传输的效率。

实施例5

所述控制计算机2还包括处理单元，所述处理单元包括图像处理模块、数据处理模块以及升降控制模块；

所述图像处理模块用于扫描红外图像中的色彩差异，根据色彩差异识别温度介于35-42摄氏度之间的物体，并对符合温度要求的物体进行标记；

所述数据处理模块用于统计红外图像中的标记数量，计算出展馆总人数以及根据展馆总人数和展馆面积计算实时人流密度系数a₀，其计算公式为：

所述升降控制模块用于对比实时人流密度系数与预设人流密度系数，生成升降装置7相应的升降控制指令，并将升降控制指令发送给升降装置7。

本实施例中，控制计算机的处理单元为台式计算机CPU，红外探测装置3采集到红外图像传输给控制计算机后，控制计算机的图像处理模块会自动识别红外图像中因为温度不同导致的不同颜色信息，根据颜色信息推算符合温度要求的物体标记。对整个图片识别完成后，对标记进行加权运算，算出展馆内总的人数，随后根据实时人流密度系数计算公式进行计算，将计算结果与预设人流密度系数对比，判断当前展馆内人流密度处于拥挤或疏松或正常状态，随后升降控制模块生成相应的升降控制指令，用于调节升降装置的升降动作。

在具体实现过程中，红外探测装置3可以实时采集展馆内的红外图像，并且将红外图像实时传输给控制计算机，控制计算机可以计算实时人流密度系数，在展示流程开始之前，根据人流密度调节成像显示设备的高度，防止在人流密度拥挤时，后排游客的视线被前排游客遮挡以及在人流密度稀疏或人流密度正常时，向游客提供一个合理的视角高度，防止游客长时间仰头造成颈椎不适。

本实施例中可通过红外探测装置3快速有效地实时监测展馆内人流密度，通过红外探测装置3与控制计算机电性连接，控制计算机与升降装置电性连接，可实现自动化控制升降装置的高低，在减轻现场讲解人员的工作负担的同时，又给游客提供良好的观影体验。

实施例6

所述升降控制模块中预设人流密度系数分为拥挤人流密度系数 a₁和稀疏人流密度系数a₂；

实时人流密度系数介于稀疏人流密度系数和拥挤人流密度系数之间，升降装置7处于默认高度，距离地面2.5米；

实时人流密度系数大于等于拥挤人流密度系数，控制计算机2生成升降装置7的上升控制信号，升降装置上升至距地面3米的高度；

实时人流密度系数小于等于稀疏人流密度系数，控制计算机2生成升降装置7的下降控制信号，升降装置下降至距地面2米的高度。

本实施例中，为升降控制模块进行数据对比提供一种切实可行的预设人流密度系数，优选的，拥挤人流密度系数a₁为2人/平方米，稀疏人流密度系数a₂为1人/平方米。数据处理模块计算出实时人流密度系数后，并其数值传输给升降控制模块，升降控制模块将实时人流密度系数与预设人流密度系数进行简单大小对比，根据对比结果对应调整生成升降装置的升降控制指令，再将生成的升降控制指令传输给升降装置进行相应的升降动作。

在具体实施过程中，可实现在实时调整升降装置时，极大简化数据运算对比的步骤，提高了升降设备的反应能力，在人流量大时，有效减少设备升降调整的时间，同时降低对控制计算机的资源占有，可让太阳望远镜展览系统其他单元有更多的资源进行服务运算。

实施例7

所述红外探测装置3为360度全景拍摄范围，设于展馆顶部，安装位置距离地面2.5米-3.5米。

本实施例中提供了一种红外探测装置3优选的安装位置，将其安装于展馆顶部中央，可有效减少人与人之间的红外图像遮挡，保证采集的红外图像清晰，便于控制计算机对红外图像识别，减少图像采集过程中的误差，从而减展馆总人数的统计误差。安装位置距离地面 2.5-3.5米既能采集清晰的红外图像，又能保证合理的采集范围。

实施例8

所述升降装置包括盒体701、控制单元702、升降电机703、升降螺杆704、升降滑块705、升降滑轨706以及安装板707；

所述盒体包括盒体主体7010以及盒体底板7011，盒体主体与盒体底板可拆卸连接；

所述盒体主体7010用于提供存储空间，所述盒体底板7011用于固定整个升降装置；

所述控制单元702输入端通过连接线与控制计算机2电性连接，用于接收升降控制指令；

所述控制单元702输出端通过连接线与升降电机703电性连接，用于控制升降电机703执行指令动作，所述指令动作包括控制升降电机的转动速度、转动方向以及转动时间；

所述升降电机703连接于盒体底板，升降电机的转轴与升降螺杆 704连接，可实现升降电机带动升降螺杆同步转动；

所述升降螺杆704表面设有外螺纹，所述外螺纹在升降螺杆表面长度为1-1.5米，且与升降螺杆两端留有未开设螺纹的光滑杆面区；

所述升降滑块705呈长方体形状，一端沿高度方向穿孔，孔内设有与升降螺杆外螺纹配合的内螺纹；

所述升降滑轨706呈凹槽形状，连接于盒体本体表面，所述凹槽与所述升降滑块705外形配合，用于限制升降滑块在凹槽内水平方向的转动，实现升降滑块在凹槽内的滑动；

所述安装板707连接于所述升降滑块705的另一端，用于固定连接需要升降的设备。

在本实施例中，升降装置7由盒体底板7011固定在展馆天花板。控制单元设于盒体本体7010内部，优选地，设置在升降电机703外壁侧面。升降控制指令输入控制单元702后，控制单元702控制升降电机703的转动速度、转动方向以及转动时间。升降电机703的转轴转动带动升降螺杆704转动，升降滑块705一端沿高度方向开孔内壁设有与升降螺杆704外螺纹配合的内螺纹，由于升降螺杆704在竖直方向不能发生移动，使得升降滑块705在升降滑轨706内沿竖直方向移动。升降滑块705一端连接安装版，安装板707固定待升降设备，从而实现待升降设备在竖直方向的移动。

在具体实施过程中，为防止升降电机或控制模块故障，导致升降滑块从升降螺杆脱落，故在升降螺杆外螺纹与升降螺杆两端的未开设螺纹的光滑杆面区用于限制升降滑块的最大行程，有效保证设备的使用安全。

实施例9

所述太阳望远镜展览系统还包括：太阳望远镜、光学平台10、光学仪器8以及投影设备9；

所述太阳望远镜用于获取太阳的光学辐射；

所述光学仪器8放置于光学平台10上，用于将太阳望远镜输出的光束传输到投影设备9上；

所述投影设备9用于将光学仪器8输入的光束投射输出。

本实施例中，光学仪器8将太阳望远镜输出的光束传输到投影设备9，投影设备9将光学仪器8输入的光束投射输出，在演示区域内形成光束，通过光束进行形象生动的展示。

结合成像显示设备4播放的图像内容，能够全面、科学地展示太阳望远镜的高新技术成果，让公众更加全面了解太阳望远镜及我国的行星际空间探测事业。

实施例10

所述灯光组件6还包括：环境灯、仪器指示灯和备用灯；

所述环境灯设置在展览系统所在空间内，作为给展览系统所在空间进行照明的光源；

所述仪器指示灯设置在展览系统所在空间内，作为指示所述光学仪器8或者光学平台10所在位置的光源；

所述备用灯设置在光学平台10上，备用灯用于作为替代太阳光的光源。

本实施例中，灯光组件6中的环境灯和备用灯都是LED灯，其中环境灯是设备室的灯光，负责整个房间照明作用，而备用灯是太阳光的替代光源，仅当60cm太阳望远镜不具备观测条件时工作。

仪器指示灯为发光二极管组成的灯带，设置在太阳望远镜后端光学系统的光学仪器8及成像设备附近，为了满足展览和专业观测需求，后端光学系统和仪器指示灯都放置到一个3米×3米，高为0.85米的光学平台10上。

在讲解相关的光学仪器8时，控制计算机2控制相应的仪器指示灯亮起，能够提醒参与者快速得知详解内容对应的光学仪器的位置，能够全面、科学地展示太阳望远镜的高新技术成果。

实施例11

所述控制计算机与备用灯连接，控制计算机能够向备用灯发送灯光控制指令；

灯光控制指令包括用于打开备用灯的启动备用灯控制指令和用于关闭备用灯的关闭备用灯控制指令；

所述控制指令还包括天气模式指令，手持电子设备1获取天气模式指令，并发送给控制计算机2；

控制计算机2获取天气模式指令，根据天气模式指令生成启动备用灯控制指令或者关闭备用灯控制指令，并发送给备用灯。

在具体实现过程中，演讲者根据当时天气情况通过手持电子设备 1输入天气模式指令，本实施例的天气模式包括晴天模式和阴天模式，晴天的天气下，太阳望远镜能够获取太阳的光学辐射，光学仪器8将太阳望远镜输出的光束传输到投影设备9，投影设备将光学仪器输入的光束投射输出，在演示区域内形成光束，通过光束进行形象生动的展示。

阴天模式下，太阳望远镜不具备观测条件，控制计算机2控制备用灯启动，备用灯是太阳光的替代光源，光学仪器将备用灯输出的光束传输到投影设备。在太阳望远镜不具备观测条件时备用灯启动，保证演示过程正常进行。

实施例12

一种自动调节显示高度的太阳望远镜展览方法，包括以下步骤：

S100：准备程序，包括：打开环境灯和红外探测装置、关闭仪器指示灯和备用灯；

获取天气模式指令，判断太阳望远镜观测条件，如果具备观测条件则将太阳望远镜指向太阳，反之指向所述备用灯；

控制计算机识别红外图像，根据人流密度调整升降装置的高度；

S200：音频播放设备播放语音讲解音频；

S300：环境灯的亮度被调暗直至关闭；

S400：动画及视频播放，成像显示设备播放太阳望远镜三维动画和太阳望远镜实时监控视频；

S500：控制计算机根据输入的控制指令，控制仪器指示灯规律性的开启和关闭；

S600：太阳光束展示，判断太阳望远镜观测条件，如果不具备观测条件则控制备用灯开启，反之则控制备用灯保持关闭；

S700：太阳图像展示，判断太阳望远镜观测条件，如果不具备观测条件从控制计算机获取储存的历史太阳图像，并发送给成像显示设备进行显示，反之从控制计算机获取太阳望远镜采集的实时图像，并发送给成像显示设备进行显示；

S800：展示结束，打开环境灯。

进一步的，所述成像显示设备包括6个并列放置的显示器，分别为显示器1～显示器6，步骤S700包括：

S701：显示器1播放TiO波段全日面望远镜成像光束三维动画，时长3秒并循环播放，显示器2～显示器6依次打开并显示TiO波段全日面光球像，之后显示器6～显示器3依次关闭；

S702:显示器1播放Hαline全日面望远镜成像光束三维动画，时长3秒并循环播放，显示器3～显示器6依次打开并显示Hαline 全日面色球像，之后显示器6～显示器4依次关闭；

S703:显示器1播放Ca K line全日面望远镜成像光束三维动画，时长3秒并循环播放，显示器4～显示器6依次打开并显示Ca K line 全日面白光像，之后显示器6、显示器5依次关闭；

S704:显示器1播放太阳望远镜及后端光学系统成像光束三维动画，时长3秒并循环播放，显示器5和显示器6依次打开并显示位于显示器上方的TiO波段高分辨力光球像和位于显示器底部的Hα波段高分辨力色球像，之后显示器6关闭；

S705:显示器1播放太阳望远镜及太阳光谱仪成像光束三维动画，时长3秒并循环播放，显示器6打开并显示太阳光谱仪图像。

本实施例提供一个具体演示控制过程：

首先演讲者通过手持电子设备选择天气模式，生成天气模式指令。

紧接着演讲者通过手持电子设备选择演讲模式，生成模式选择指令。

然后红外探测装置采集展馆内红外图像并发送给控制计算机，控制计算机识别红外图像并根据人流密度控制升降装置升降动作来调整成像显示设备离地高度。

最后进入演示准备阶段，控制计算机控制照明灯变暗。

本实施例包括五个演示阶段，分别为：“走进太阳塔”、“光影示我心”、“我从哪里来”、“庐山真面目”以及光谱仪图像。

“走进太阳塔”阶段，控制计算机通过成像显示设备演示启发性视频和太阳塔科普介绍视频。

“光影示我心”阶段，演示中继光路、自适应光学系统、高分辨率成像系统、太阳光谱仪系统以及太阳黑子和阳光色散投影系统的相关科普视频，同时通过作为仪器指示灯的灯带亮起提示参与者观看相关光学仪器的位置。最后根据天气模式，投影设备在场馆中生成从天而降的光束，进行形象生动的展示。

“我从哪里来”阶段，控制计算机通过成像显示设备演示图像采集原理的科普视频。

“庐山真面目”阶段和光谱仪图像阶段，即步骤S701～S705的过程，分别进行演示TiO波段全日面光球像、演示Hαline全日面色球像、演示Ca K line全日面白光像、演示TiO波段高分辨力光球像和位于显示器底部的Hα波段高分辨力色球像以及演示太阳光谱仪图像。

Claims (13)

1.一种自动调节显示高度的太阳望远镜展览系统，其特征在于，包括：手持电子设备、控制计算机、成像显示设备、音频播放设备、灯光组件、红外探测装置以及升降装置；

手持电子设备与控制计算机电性连接，用于与控制计算机通信，向控制计算机发送指令；

成像显示设备与控制计算机电性连接，用于获取控制计算机输出的图像信息并显示；

音频播放设备与控制计算机电性连接，用于获取控制计算机输出的音频信息并播放；

灯光组件与控制计算机电性连接，用于获取控制计算机输出的灯光控制信号并执行灯光的控制动作；

红外探测装置与控制计算机电性连接，用于获取展馆的红外图像并将红外图像发送给控制计算机；

升降装置与控制计算机电性连接，用于获取控制计算机输出的升降控制信号并执行升降动作；

升降装置与成像显示设备连接，用于实现成像显示设备与升降装置同步运动。

2.根据权利要求1所述的一种自动调节显示高度的太阳望远镜展览系统，其特征在于，所述手持电子设备包括指令单元，所述指令单元用于生成控制指令，并将控制指令发送给控制计算机；

所述控制指令包括图像控制指令、音频控制指令、灯光控制指令以及顺序控制指令；

图像控制指令用于控制成像显示设备显示内容；

音频控制指令用于控制音频播放设备播放内容；

灯光控制指令用于控制灯光开闭；

顺序控制指令包括用于控制成像显示设备显示的多个内容的图像顺序指令、用于控制音频播放设备播放的多个内容的音频顺序指令、用于控制多个灯光开闭顺序的灯光顺序指令。

3.根据权利要求2所述的一种自动调节显示高度的太阳望远镜展览系统，其特征在于，所述手持电子设备还包括第一存储单元和模式选择单元；

所述第一存储单元用于存储模式选择指令以及对应的控制指令生成策略；

模式选择单元获取输入的模式选择指令，在第一存储单元中查询模式选择指令对应的控制指令生成策略，将相应的控制指令生成策略输出给指令单元；

所述控制指令生成策略用于控制所述指令单元生成控制指令。

4.根据权利要求1中所述的一种自动调节显示高度的太阳望远镜展览系统，其特征在于，所述控制计算机包括第二存储单元，所述第二存储单元用于存储图像内容、视频内容、音频内容、文字内容；

所述图像内容包括太阳图像，太阳图像包括TiO波段全日面光球像、Hαline全日面色球像、Ca K line全日面白光像、TiO波段高分辨率光球像、Hα波段高分辨率色球像以及太阳光谱仪图像；

所述视频内容包括天文科普视频和三维动画；

所述音频内容包括天文科普音频；

所述文字内容包括图像内容、视频内容对应的文字说明。

5.根据权利要求4所述的一种自动调节显示高度的太阳望远镜展览系统，其特征在于，所述控制计算机还包括处理单元，所述处理单元包括图像处理模块、数据处理模块以及升降控制模块；

所述图像处理模块用于扫描红外图像中的色彩差异，根据色彩差异识别温度介于35-42摄氏度之间的物体，并对符合温度要求的物体进行标记；

所述数据处理模块用于统计红外图像中的标记数量，计算出展馆总人数以及根据展馆总人数和展馆面积计算实时人流密度系数a₀，其计算公式为：

所述升降控制模块用于对比实时人流密度系数与预设人流密度系数，生成升降装置相应的升降控制指令，并将升降控制指令发送给升降装置。

6.根据权利要求5所述的一种自动调节显示高度的太阳望远镜展览系统，其特征在于，所述升降控制模块中预设人流密度系数分为拥挤人流密度系数a₁和稀疏人流密度系数a₂；

实时人流密度系数介于稀疏人流密度系数和拥挤人流密度系数之间，升降装置处于默认高度，距离地面2.5米；

实时人流密度系数大于等于拥挤人流密度系数，控制计算机生成升降装置的上升控制信号，升降装置上升至距地面3米的高度；

实时人流密度系数小于等于稀疏人流密度系数，控制计算机生成升降装置的下降控制信号，升降装置下降至距地面2米的高度。

7.根据权利要求1所述的一种自动调节显示高度的太阳望远镜展览系统，其特征在于，所述红外探测装置为360度全景拍摄范围，设于展馆顶部，安装位置距离地面2.5米-3.5米。

8.根据权利要求1所述的一种自动调节显示高度的太阳望远镜展览系统，其特征在于，所述升降装置包括盒体、控制单元、升降电机、升降螺杆、升降滑块、升降滑轨以及安装板；

所述盒体包括盒体主体以及盒体底板，盒体主体与盒体底板可拆卸连接；

所述盒体主体用于提供存储空间，所述盒体底板用于固定整个升降装置；

所述控制单元输入端通过连接线与控制计算机电性连接，用于接收升降控制指令；

所述控制单元输出端通过连接线与升降电机电性连接，用于控制升降电机执行指令动作，所述指令动作包括控制升降电机的转动速度、转动方向以及转动时间；

所述升降电机连接于盒体底板，升降电机的转轴与升降螺杆连接，可实现升降电机带动升降螺杆同步转动；

所述升降螺杆表面设有外螺纹，所述外螺纹在升降螺杆表面长度为1-1.5米，且与升降螺杆两端留有未开设螺纹的光滑杆面区；

所述升降滑块呈长方体形状，一端沿高度方向穿孔，孔内设有与升降螺杆外螺纹配合的内螺纹；

所述升降滑轨呈凹槽形状，连接于盒体本体表面，所述凹槽与所述升降滑块外形配合，用于限制升降滑块在凹槽内水平方向的转动，实现升降滑块在凹槽内的滑动；

所述安装板连接于所述升降滑块的另一端，用于固定连接需要升降的设备。

9.根据权利要求1所述的一种自动调节显示高度的太阳望远镜展览系统，其特征在于，所述太阳望远镜展览系统还包括：太阳望远镜、光学平台、光学仪器以及投影设备；

所述太阳望远镜用于获取太阳的光学辐射；

所述光学仪器放置于光学平台上，用于将太阳望远镜输出的光束传输到投影设备上；

所述投影设备用于将光学仪器输入的光束投射输出。

10.根据权利要求1所述的一种自动调节显示高度的太阳望远镜展览系统，其特征在于，所述灯光组件还包括：环境灯、仪器指示灯和备用灯；

所述环境灯设置在展览系统所在空间内，作为给展览系统所在空间进行照明的光源；

所述仪器指示灯设置在展览系统所在空间内，作为指示所述光学仪器或者光学平台所在位置的光源；

所述备用灯设置在光学平台上，备用灯用于作为替代太阳光的光源。

11.根据权利要求10所述的一种自动调节显示高度的太阳望远镜展览系统，其特征在于，所述控制计算机与备用灯连接，控制计算机能够向备用灯发送灯光控制指令；

灯光控制指令包括用于打开备用灯的启动备用灯控制指令和用于关闭备用灯的关闭备用灯控制指令；

所述控制指令还包括天气模式指令，手持电子设备获取天气模式指令，并发送给控制计算机；

控制计算机获取天气模式指令，根据天气模式指令生成启动备用灯控制指令或者关闭备用灯控制指令，并发送给备用灯。

12.用于权利要求1-11任一项所述的一种自动调节显示高度的太阳望远镜展览方法，其特征在于，包括以下步骤：

S100：准备程序，包括：

打开环境灯和红外探测装置、关闭仪器指示灯和备用灯；

判断太阳望远镜观测条件，如果具备观测条件则将太阳望远镜指向太阳，反之指向所述备用灯；

控制计算机识别红外图像，根据人流密度调整升降装置的高度；

S200：音频播放设备播放语音讲解音频；

S300：环境灯的亮度被调暗直至关闭；

S400：动画及视频播放，成像显示设备播放太阳望远镜三维动画和太阳望远镜实时监控视频；

S500：控制计算机根据输入的控制指令，控制仪器指示灯规律性的开启和关闭；

S600：太阳光束展示，判断太阳望远镜观测条件，如果不具备观测条件则控制备用灯开启，反之则控制备用灯保持关闭；

S700：太阳图像展示，判断太阳望远镜观测条件，如果不具备观测条件从控制计算机获取储存的历史太阳图像，并发送给成像显示设备进行显示，反之从控制计算机获取太阳望远镜采集的实时图像，并发送给成像显示设备进行显示；

S800：展示结束，打开环境灯。

13.根据权利要求12所述的一种自动调节显示高度的太阳望远镜展览方法，其特征在于，所述成像显示设备包括6个并列放置的显示器，分别为显示器1～显示器6，步骤S700包括：

S701：显示器1播放TiO波段全日面望远镜成像光束三维动画，时长3秒并循环播放，显示器2～显示器6依次打开并显示全日面光球像TiO波段，之后显示器6～显示器3依次关闭；

S702:显示器1播放Hαline全日面望远镜成像光束三维动画，时长3秒并循环播放，显示器3～显示器6依次打开并显示全日面色球像Hαline，之后显示器6～显示器4依次关闭；

S703:显示器1播放Ca K line全日面望远镜成像光束三维动画，时长3秒并循环播放，显示器4～显示器6依次打开并显示全日面白光像Ca K line，之后显示器6、显示器5依次关闭；

S704:显示器1播放太阳望远镜及后端光学系统成像光束三维动画，时长3秒并循环播放，显示器5和显示器6依次打开并显示位于显示器上方的高分辨力光球像TiO波段和位于显示器底部的高分辨力色球像Hα波段，之后显示器6关闭；

S705:显示器1播放太阳望远镜及太阳光谱仪成像光束三维动画，时长3秒并循环播放，显示器6打开并显示太阳光谱仪图像。

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