CN116989993B - 太阳能供电的野外背光照明透射式靶标系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光学遥感外场成像性能测试技术领域，尤其涉及一种太阳能供电的野外背光照明透射式靶标系统，包括靶标模块和U型二维旋转架；其中靶标模块为正六面体结构，其内部为中空的球形腔，并在球形腔内壁安装背光照明光源实现自发光；在其表面铺设太阳能电池板和大容量锂电池，克服传统靶标受天气条件限制和反射率/对比度变化对外场测试带来的不利因素，同时靶标模块通过信号采集模块实时采集背光亮度和环境亮度信息，并通过WIFI控制模块接收和发送信号，实现背光照明光源开关和亮度的远程控制；将靶标模块固定在U型二维旋转架上，使靶标模块完成水平和俯仰的二维调节，能够适应不同高度和角度的遥感成像观测平台。
Description
技术领域
本发明涉及光学遥感外场成像性能测试技术领域，尤其涉及一种太阳能供电的野外背光照明透射式靶标系统。
背景技术
长期以来光电成像系统外场测试靶标一直采取水平铺设并反射太阳光的黑/白靶条方式，这种靶标有几个设计缺陷：
1）严重依赖于天气状况，例如阴雨天气或夜间没有直射太阳光的情况下基本无法正常开展测试工作；
2）是靶标一旦铺设完成，靶条的方向就固定不变了，光电成像系统只能被动地适应靶条的方向；
3）是靶条的空间频率固定，如需改变空间频率就必须重新制作和铺设靶标。
发明内容
本发明为解决上述问题，提供一种太阳能供电的野外背光照明透射式靶标系统，包括靶标模块和转动架。靶标模块自带的背光照明光源通过太阳能电池板和大容量锂电池供电，克服传统靶标受天气条件限制和反射率/对比度变化对外场测试带来的不利因素；通过改变靶标模块的球形腔的内壁涂层材料和工艺，以及内置不同类型的光源可以将测试谱段由可见光扩展到紫外和中长波红外波段。U型二维旋转架则可以使靶标模块根据需要进行方位和俯仰角度的调节。
本发明提出的太阳能供电的野外背光照明透射式靶标系统，包括U型二维旋转架，还包括安装在U型二维旋转架上的靶标模块；其中，靶标模块的外部为六面体结构，内部为中空的球形腔，在球形腔的内部安装有背光照明光源；在靶标模块的一个面开设出光口，并将透射式靶板安装在出光口上；在靶标模块的另外五个面上均铺设太阳能电池板，并在太阳能电池板上的外表面安装有WIFI控制模块和信号采集模块，信号采集模块用于采集环境亮度和靶标模块产生的背光亮度，并输出亮度信号；WIFI控制模块用于发送信号采集模块采集到的信号，并接收外部的控制信号，对背光照明光源进行开关和亮度的控制；在靶标模块的外部安装有锂电池，与太阳能电池板共同向背光照明光源和WIFI控制模块供电。
进一步的，在紫外波段，靶标模块的内壁为经过本色氧化和喷砂处理的纯铝材料，背光照明光源采用氙灯或紫外LED；在可见光到近红外谱段，内壁采用PTFE材料，背光照明光源采用白光LED或卤钨灯；在中长波红外谱段，内壁采用铝合金喷砂镀金工艺制作，背光照明光源采用碳化硅或氮化硅光源。
进一步的，靶板采用透射式，为四杆靶、辐射状或位错靶。
进一步的，出光口为方形开口，且开口的面积不超过球形腔的内表面面积的8%。
进一步的，信号采集模块包括监视探测器和皮安表，其中，监视探测器用于采集环境的亮度和靶标模块的背光亮度，皮安表用于输出监视探测器的光电流值，利用光电流值和亮度得到最终的亮度信号，并经过WIFI控制模块传输到外部设备；信号采集模块采用网线供电。
进一步的，U型二维旋转架包括底座、旋转轴和U型架；其中，旋转轴的一端固定在底座上，另一端与U型架的最低点铰接，通过轴向转动旋转轴，使旋转轴带动U型架完成方位调节；U型架的两端通过转轴铰接在靶标模块的两侧，通过纵向拨动靶标模块，完成靶标模块的俯仰调节。
进一步的，U型架的连接轴开设内螺纹孔，在靶标模块对应于连接轴的位置开设安装孔，并在安装孔的位置向靶标模块内部开设螺纹孔，连接轴通过安装孔安装在靶标模块上，当完成靶标模块的方位和俯仰调节后，通过固定螺栓与内螺纹孔和螺纹孔的配合使靶标模块夹固在U型架上。
与现有技术相比，本发明能够取得如下有益效果：
1）自带背光照明光源以及太阳能电池和大容量锂电池，不受天气条件制约，可全天候工作；
2）靶面水平方位和俯仰角度二维可调，能够适应不同高度和角度的遥感成像观测平台；
3）可以根据成像和测试工作谱段需要更换球型腔的内壁的涂层材料和工艺、背光照明光源以及透明式靶板；
4）透射式靶标背光亮度可由计算机通过WIFI远程监控和调节。
附图说明
图1是根据本发明实施例提供的太阳能供电的野外背光照明透射式靶标系统的整体结构图；
图2示是本发明实施例提供的太阳能供电的野外背光照明透射式靶标系统的剖面结构图。
附图标记：靶标模块1、球形腔11、背光照明光源12、靶板13、太阳能电池板14、锂电池15、信号采集模块16、WIFI控制模块17、U型二维旋转架2、U型架21、旋转轴22、底座23、固定螺栓3。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。
本发明提供了一种太阳能供电的野外背光照明透射式靶标系统，靶标模块通过自带的背光照明光源和太阳能电池供电，避免了天气和环境条件带来的限制和影响；通过改变靶标模块的球形腔的内壁涂层材料和工艺，以及内置不同类型的光源可以将测试谱段由可见光扩展到中长波红外波段。转动架则可以使靶标模块根据需要进行角度的调节。
图1示出了本发明实施例提供的太阳能供电的野外背光照明透射式靶标系统的整体结构。
如图1所示，本发明实施例提供的太阳能供电的野外背光照明透射式靶标系统包括靶标模块1和U型二维旋转架2，靶标模块1固定在U型二维旋转架2上，通过调节靶标模块1的俯仰角和U型二维旋转架2的轴向转动角度。
靶标模块1包括球形腔11、背光照明光源12、靶板13、太阳能电池板14、锂电池15、信号采集模块16和WIFI控制模块17。
其中，靶标模块1为六面体结构，内部为中空的球型腔11，并在球型腔内部安装背光照明光源12，靶标模块1的内壁的材料和背光照明光源12根据不同成像工作谱段的测试需求更换材料，对于紫外波段，内壁为经过本色氧化和喷砂处理的纯铝材料，背光照明光源12采用氙灯或紫外LED；对于可见到近红外谱段，内壁采用PTFE材料（经聚四氟乙烯粉末压制并高温烧结制作而成），背光照明光源12采用白光LED或卤钨灯；对于中长波红外谱段，内壁采用铝合金喷砂镀金工艺制作，背光照明光源12采用碳化硅或氮化硅光源。
靶板13采用透射式靶板，其型式包括且不局限于四杆靶、辐射状和位错靶，金属材质的靶板不局限于采用激光切割的方式制作，非金属的靶板不局限于采用烧蚀或镀膜的工艺制作。
在靶标模块1的一面开设出光口，并将靶板13安装在出光口上。其中，靶标模块1的出光口为方形开口，且开口的面积不超过球形腔11的内表面面积的8%；靶板13为透射式结构，并根据环境等因素，选择靶条的空间频率符合要求的靶板13安装到靶标模块1的出光口上。
在靶标模块1的其他面上均铺设太阳能电池板14，并在太阳能电池板14的外表面安装有WIFI控制模块17和信号采集模块16。其中，信号采集模块16，用于采集环境的亮度和靶标模块1产生的背光亮度，并输出亮度信号，WIFI控制模块17，用于发送信号采集模块16采集到的信号，并接收外部的控制信号，对背光照明光源12进行开关和亮度的控制。太阳能电池板14与锂电池15共同向背光照明光源12和WIFI控制模块17供电。为使整体结构稳定，将锂电池15、信号采集模块16和WIFI控制模块17分散布置在靶标模块1的表面。
其中，信号采集模块16包括监视探测器和皮安表。监视探测器用于采集环境亮度和靶标模块1的背光亮度，皮安表用于测量监视探测器的光电流值，利用测得的光电流值和亮度得到最终的亮度信号，并经过WIFI控制模块17传输到外部设备；信号采集模块16采用网口供电。
U型二维旋转架2包括U型架21、旋转轴22和底座23。其中，U型架21的两端通过转轴铰接在靶标模块1的两侧，U型架21的最低点与旋转轴22的一端铰接固定，旋转轴22的另一端与底座23固定，使整体结构通过底座23固定在外部设备上。
调整靶标模块1的角度时，通过轴向转动旋转轴22，带动靶标模块1完成水平方向的角度调整，再纵向拨动靶标模块1，实现对俯仰角度的调节。
图2示出了本发明实施例提供的太阳能供电的野外背光照明透射式靶标系统的剖面结构。
如图2所示，U型架21的连接轴开设内螺纹孔，在靶标模块1对应于连接轴的位置开设安装孔，并在安装孔的位置向靶标模块1内部开设螺纹孔，连接轴通过安装孔安装在靶标模块1上，当完成靶标模块1的方位和俯仰调节后，通过固定螺栓3与内螺纹孔和螺纹孔的配合使靶标模块1夹固在U型架21上。
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。
Claims (6)
1.一种太阳能供电的野外背光照明透射式靶标系统，包括U型二维旋转架，其特征在于，还包括安装在所述U型二维旋转架上的靶标模块；其中，所述靶标模块的外部为六面体结构，内部为中空的球形腔，在所述球形腔的内部安装有背光照明光源；在所述靶标模块的一个面开设出光口，并将靶板安装在所述出光口上；在所述靶标模块的另外五个面上均铺设太阳能电池板，并在所述太阳能电池板上的外表面安装有WIFI控制模块和信号采集模块，所述信号采集模块用于采集环境的亮度和所述靶标模块产生的背光亮度，并输出亮度信号；所述WIFI控制模块用于发送所述信号采集模块采集到的信号，并接收外部的控制信号，对所述背光照明光源进行开关和亮度的控制；在所述靶标模块的外部安装有锂电池，与所述太阳能电池板共同向所述背光照明光源和所述WIFI控制模块供电；
所述靶标模块的内壁的材料和所述背光照明光源根据不同成像工作谱段的测试需求更换材料：
在紫外波段，所述靶标模块的内壁涂有经过本色氧化和喷砂处理的纯铝涂层，所述背光光源采用氙灯或紫外LED；
在可见光到近红外谱段，所述内壁采用PTFE材料，所述背光照明光源采用白光LED或卤钨灯；
在中长波红外谱段，所述内壁采用铝合金喷砂镀金工艺制作，所述背光照明光源采用碳化硅或氮化硅光源。
2.根据权利要求1所述的太阳能供电的野外背光照明透射式靶标系统，其特征在于，所述靶板采用透射式靶板，为四杆靶、辐射状或位错靶。
3.根据权利要求1所述的太阳能供电的野外背光照明透射式靶标系统，其特征在于，所述出光口为方形开口，且所述开口的面积不超过所述球形腔的内表面面积的8%。
4.根据权利要求1所述的太阳能供电的野外背光照明透射式靶标系统，其特征在于，所述信号采集模块包括监视探测器和皮安表，其中，所述监视探测器用于采集环境的亮度和所述靶标模块产生的背光亮度，所述皮安表用于输出所述监视探测器的光电流值，利用所述光电流值和所述亮度得到最终的亮度信号，并经过所述WIFI控制模块传输到外部设备；所述信号采集模块采用网线供电。
5.根据权利要求1所述的太阳能供电的野外背光照明透射式靶标系统，其特征在于，所述U型二维旋转架包括底座、旋转轴和U型架；其中，所述旋转轴的一端固定在所述底座上，另一端与所述U型架的最低点铰接，通过轴向转动所述旋转轴，使所述旋转轴带动所述U型架完成方位调节；所述U型架的两端通过转轴铰接在所述靶标模块的两侧，通过纵向拨动所述靶标模块，完成所述靶标模块的俯仰调节。
6.根据权利要求5所述的太阳能供电的野外背光照明透射式靶标系统，其特征在于，所述U型架的连接轴开设内螺纹孔，在所述靶标模块对应于所述连接轴的位置开设安装孔，并在所述安装孔的位置向所述靶标模块内部开设螺纹孔，所述连接轴通过所述安装孔安装在所述靶标模块上，当完成所述靶标模块的方位和俯仰调节后，通过固定螺栓与所述内螺纹孔和所述螺纹孔的配合使所述靶标模块夹固在所述U型架上。
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Non-Patent Citations (1)
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