CN215374220U - 一种一体化轻小型无人机载光谱照度测量设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种一体化轻小型无人机载光谱照度测量设备，包括光谱照度计、P轴电机、转接云台、R轴电机和中控器，所述光谱照度计顶部固设有余弦接收器，所述余弦接收器开设有进光口，所述P轴电机与所述光谱照度计固定连接，所述P轴电机的输出端通过第一转轴转动连接有转接云台，所述转接云台与所述R轴电机固定连接，所述R轴电机的输出端通过第二转轴与所述中控器转动连接，所述转接云台内设有云台控制器。本实用新型能够解决光纤弯曲引入的测量误差，减轻重量。

Description

一种一体化轻小型无人机载光谱照度测量设备

技术领域

本实用新型涉及光谱照度测量技术领域，具体涉及一种一体化轻小型无人机载光谱照度测量设备。

背景技术

下行辐照度测量可以配合上行辐亮度测量推导辐射率等光学参数，反映了目标表面的光学特性，广泛应用在目标光谱分析、水质监测、分析、卫星定标等处。但是上空的下行辐照度测量需要垂直向上，获取全天空180度视角内的辐射，但由于载体晃动，角度变化，使得测量的天空辐照度不再准确，影响最终辐射率的计算。同时，光谱测量装到载体上，还受到供电、操作环境、安装等因素的影响。传统的光谱照度计一般采用光纤光谱仪加PC机采样，光纤头固定在载体上，这种使用方式光纤头随载体摆动，测量误差很大，另外PC机体积大、功耗高，测量设备各部分分散零乱、安装困难，不便于应用。

传统的光谱照度计与云台是分开设置的，光纤的结构相对于光谱照度计往往是暴露在外的，在云台进行位置角度调整变化过程中会造成光谱照度计的光纤弯折，进而使得光照强度数据测量不准的问题，产生测量误差，且这种结构设置在云台电机转动时会产生一定阻力，进而产生较大功耗。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型要解决的问题是提供一种一体化轻小型无人机载光谱照度测量设备。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种一体化轻小型无人机载光谱照度测量设备，包括光谱照度计、P轴电机、转接云台、R轴电机和中控器，所述光谱照度计顶部固设有余弦接收器，所述余弦接收器开设有进光口，所述P轴电机与所述光谱照度计固定连接，所述P轴电机的输出端通过第一转轴转动连接有转接云台，所述转接云台与所述R轴电机固定连接，所述R轴电机的输出端通过第二转轴与所述中控器转动连接，所述转接云台内设有云台控制器。

在本实用新型中，优选地，所述光谱照度计设置为中空的壳体结构，所述壳体结构内设有安装板，所述安装板上固设有光谱电路板，所述光谱电路板与所述云台控制器电性连接，所述光谱电路板包括光谱传感器和光谱采样板。

在本实用新型中，优选地，所述P轴电机和所述R轴电机与所述云台控制器均为电性连接。

在本实用新型中，优选地，所述余弦接收器通过连接件固设有光纤。

在本实用新型中，优选地，所述中控器包括控制器外壳，所述控制器外壳上固设有显示屏和按键，所述控制器外壳侧边设有电源开关、电源接口和GPS天线接口。

在本实用新型中，优选地，所述中控器的电路部分包括LCD单元、键盘单元、电源单元和仪器主控单元，所述LCD单元、所述键盘单元、所述电源单元与所述仪器主控单元均为电性连接，所述LCD单元用于显示云台角度数据，所述键盘单元用于设定云台角度数据，所述电源单元用于为所述中控器供电。

在本实用新型中，优选地，所述中控器还包括GPS单元，所述GPS单元通过GPS天线接口外接有电台天线，所述GPS单元用于获取搭载无人机的运行状态信息。

在本实用新型中，优选地，所述中控器电性连接有锂电池，所述锂电池用于向系统供电。

在本实用新型中，优选地，所述运行状态信息包括无人机的地理位置信息、当前高度、当前速度以及运行时间。

在本实用新型中，优选地，所述中控器底部固设有快挂接头。

本实用新型具有的优点和积极效果是：通过光谱照度计、P轴电机、R轴电机、转接云台以及中控器之间的相互配合，该光谱照度计与转接云台集成为一体化结构，能够避免传统光纤外露，由于云台转动角度造成对光纤的弯折，光纤弯折引入的测量误差问题，相较于传统固定测量或者手持光谱照度计而言，本实用新型提高了光谱照度的测量精度；此外，该一体化结构减轻了测量设备的整体重量与体积，与此同时也进一步减小了云台电机的阻力，使得测量设备的功耗较低；通过云台控制器与中控器之间的相互配合，能够对云台的角度进行调整且存储云台角度数据并经由LCD单元显示出来，为数据处理提供可靠性参考，从而确保了数据测量精度。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型的一种一体化轻小型无人机载光谱照度测量设备的整体结构立体图；

图2是本实用新型的一种一体化轻小型无人机载光谱照度测量设备沿R轴电机方向的剖视图；

图3是本实用新型的一种一体化轻小型无人机载光谱照度测量设备的余弦接收器的剖视图；

图4是本实用新型的一种一体化轻小型无人机载光谱照度测量设备沿P轴电机方向的剖视图；

图5是本实用新型的一种一体化轻小型无人机载光谱照度测量设备的电路框图；

图6是本实用新型的一种一体化轻小型无人机载光谱照度测量设备的光谱电路板的结构示意图。

图中：1、光谱照度计；2、P轴电机；3、转接云台；4、R轴电机；5、中控器；6、余弦接收器；7、进光口；8、云台控制器；9、安装板；10、光谱电路板；11、光谱传感器；12、光谱采样板；13、连接件；14、光纤；15、控制器外壳；16、显示屏；17、按键；18、电源开关；19、电源接口；20、GPS天线接口；21、LCD单元；22、键盘单元；23、电源单元；24、仪器主控单元；25、GPS单元；26、锂电池；27、快挂接头。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1、图2和图4所示，本实用新型提供一种一体化轻小型无人机载光谱照度测量设备，包括光谱照度计1、P轴电机2、转接云台3、R轴电机4和中控器5，光谱照度计1顶部固设有余弦接收器6，余弦接收器6开设有进光口7，P轴电机2与光谱照度计1固定连接，P轴电机2的输出端通过第一转轴转动连接有转接云台3，转接云台3与R轴电机4固定连接，R轴电机4的输出端通过第二转轴与中控器5转动连接，转接云台3内设有云台控制器8。通过光谱照度计1、P轴电机2、R轴电机4、转接云台3以及中控器5之间的相互配合，该光谱照度计1与转接云台3集成为一体化结构，能够避免传统光纤14外露，由于云台转动角度造成对光纤14的弯折，光纤14弯折引入的测量误差问题，提高了光谱照度的测量精度，此外，该一体化结构减轻了测量设备的整体重量与体积，减小了云台电机的阻力，功耗较低。

如图3、图5和图6所示，在本实施例中，进一步地，光谱照度计1设置为中空的壳体结构，壳体结构内设有安装板9，安装板9上固设有光谱电路板10，光谱电路板10与云台控制器8电性连接，光谱电路板10包括光谱传感器11和光谱采样板12，光谱传感器11和光谱采样板12配合实现光照强度的采集。

在本实施例中，进一步地，P轴电机2和R轴电机4与云台控制器8均为电性连接，云台控制器8驱动P轴电机2和R轴电机4转动，从而实现对转接云台3的角度调整。

在本实施例中，进一步地，余弦接收器6通过连接件13固设有光纤14，避免了传统光纤14外露，在测量设备运行时由于云台转动对光纤14造成弯折带来的测量误差问题。

在本实施例中，进一步地，中控器5包括控制器外壳15，控制器外壳15上固设有显示屏16和按键17，控制器外壳15侧边设有电源开关18、电源接口19和GPS天线接口20。电源开关18用于操作人员切换中控器5的启动或停止运行状态，按键17用于对云台角度调整进行数值设定，也可通过遥控进行远程控制。

在本实施例中，进一步地，中控器5的电路部分包括LCD单元21、键盘单元22、电源单元23和仪器主控单元24，LCD单元21、键盘单元22、电源单元23与仪器主控单元24均为电性连接，LCD单元21用于显示云台角度数据，键盘单元22用于设定云台角度数据，电源单元23用于为中控器5供电。

在本实施例中，进一步地，中控器5还包括GPS单元25，GPS单元25通过GPS天线接口20外接有电台天线，GPS单元25用于获取搭载无人机的运行状态信息，其获取无人机的实时定位数据，用于定位定向。

在本实施例中，进一步地，中控器5电性连接有锂电池26，锂电池26用于向系统供电。

在本实施例中，进一步地，运行状态信息包括无人机的地理位置信息、当前高度、当前速度以及运行时间。通过获取无人机的地理位置信息、当前高度、当前速度以及运行时间，与转接云台3的R轴电机4、P轴电机2相互配合，能够对光照强度采集方向进行灵活调整，提高了光照强度的测量精度，该一体化测量设备通过降低设备运行时的阻力节约了能耗。

在本实施例中，进一步地，中控器5底部固设有快挂接头27。测量设备通过快挂接头27能够实现与无人机或者其他可移动检测平台的迅速搭载，安装与拆卸较为方便、灵活，易于使用。

本实用新型的工作原理和工作过程如下：使用时，将光谱照度测量设备通过快挂接口搭载到无人机上固定稳定，然后开启电源开关18，云台初始位置为水平状态，显示屏16显示云台角度初始数据，通过按键17预设转接云台3的角度数据，也可通过遥控对云台的角度参数进行设定，锂电池26为整个测量设备供电，待云台角度参数设定完成后，设备总电源启动，光纤14通过进光口7进入到余弦接收器6，余弦接收器6通过连接件13固设有光纤14，光纤14接有分光器，进光口7能够接收到170多度角范围的光照强度，光照强度被光谱传感器11采集并通过光谱电路板10将数据传输给中控器5，经由仪器主控单元24进行数据分析处理，从而对得到环境物理参数，仪器主控单元24根据预设的云台转动角度控制云台控制器8进而驱动相应的P轴电机2以及R轴电机4转动相应角度，转接云台3的角度数据通过LCD单元21实时显示。GPS单元25用于获取无人机的实时地理位置信息以及运动姿态位姿数据，这些数据回传给仪器主控单元24进行分析处理，待测量完成以后可以通过外接的计算机等移动终端进行数据存储，能够实现远程数据传输。本实用新型通过光谱照度计1、P轴电机2、R轴电机4、转接云台3以及中控器5之间的相互配合，该光谱照度计1与转接云台3集成为一体化结构，能够避免传统光纤14外露，由于云台转动角度造成对光纤14的弯折，光纤14弯折引入的测量误差问题，提高了光谱照度的测量精度，此外，该一体化结构减轻了测量设备的整体重量与体积，减小了云台电机的阻力，功耗较低；通过云台控制器8与中控器5之间的相互配合，能够对云台的角度进行调整且存储云台角度数据并经由LCD单元21显示出来，为数据处理提供可靠性参考，从而提高了数据测量与处理精度。

以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种一体化轻小型无人机载光谱照度测量设备，其特征在于，包括光谱照度计(1)、P轴电机(2)、转接云台(3)、R轴电机(4)和中控器(5)，所述光谱照度计(1)顶部固设有余弦接收器(6)，所述余弦接收器(6)开设有进光口(7)，所述P轴电机(2)与所述光谱照度计(1)固定连接，所述P轴电机(2)的输出端通过第一转轴转动连接有转接云台(3)，所述转接云台(3)与所述R轴电机(4)固定连接，所述R轴电机(4)的输出端通过第二转轴与所述中控器(5)转动连接，所述转接云台(3)内设有云台控制器(8)。

2.根据权利要求1所述的一种一体化轻小型无人机载光谱照度测量设备，其特征在于，所述光谱照度计(1)设置为中空的壳体结构，所述壳体结构内设有安装板(9)，所述安装板(9)上固设有光谱电路板(10)，所述光谱电路板(10)与所述云台控制器(8)电性连接，所述光谱电路板(10)包括光谱传感器(11)和光谱采样板(12)。

3.根据权利要求1所述的一种一体化轻小型无人机载光谱照度测量设备，其特征在于，所述P轴电机(2)和所述R轴电机(4)与所述云台控制器(8)均为电性连接。

4.根据权利要求1所述的一种一体化轻小型无人机载光谱照度测量设备，其特征在于，所述余弦接收器(6)通过连接件(13)固设有光纤(14)。

5.根据权利要求1所述的一种一体化轻小型无人机载光谱照度测量设备，其特征在于，所述中控器(5)包括控制器外壳(15)，所述控制器外壳(15)上固设有显示屏(16)和按键(17)，所述控制器外壳(15)侧边设有电源开关(18)、电源接口(19)和GPS天线接口(20)。

6.根据权利要求1所述的一种一体化轻小型无人机载光谱照度测量设备，其特征在于，所述中控器(5)的电路部分包括LCD单元(21)、键盘单元(22)、电源单元(23)和仪器主控单元(24)，所述LCD单元(21)、所述键盘单元(22)、所述电源单元(23)与所述仪器主控单元(24)均为电性连接，所述LCD单元(21)用于显示云台角度数据，所述键盘单元(22)用于设定云台角度数据，所述电源单元(23)用于为所述中控器(5)供电。

7.根据权利要求1所述的一种一体化轻小型无人机载光谱照度测量设备，其特征在于，所述中控器(5)还包括GPS单元(25)，所述GPS单元(25)通过GPS天线接口(20)外接有电台天线，所述GPS单元(25)用于获取搭载无人机的运行状态信息。

8.根据权利要求1所述的一种一体化轻小型无人机载光谱照度测量设备，其特征在于，所述中控器(5)电性连接有锂电池(26)，所述锂电池(26)用于向系统供电。

9.根据权利要求7所述的一种一体化轻小型无人机载光谱照度测量设备，其特征在于，所述运行状态信息包括无人机的地理位置信息、当前高度、当前速度以及运行时间。

10.根据权利要求1所述的一种一体化轻小型无人机载光谱照度测量设备，其特征在于，所述中控器(5)底部固设有快挂接头(27)。

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