一种可识别枯死松树的光谱相机论文和设计-胡军

全文摘要

本实用新型公开了一种可识别枯死松树的光谱相机，包括相机主体，相机主体顶端的一侧设有一号支撑柱，一号支撑柱与相机主体固定连接，一号支撑柱远离相机主体的一端通过转轴转动连接有二号支撑柱，一号支撑柱远离转轴的一侧螺纹连接有固定螺栓，二号支撑柱远离一号支撑柱的一端固定连接有安装板，安装板上对称设有若干安装孔，本实用新型通过安装板和安装孔的设计可方便将本装置安装在无人机上，通过一号支撑柱和二号支撑柱的转动设置方便根据飞行高度调节摄像角度，通过旋转圆盘的设置方便更换不同规格的滤光片，通过采用450nm谱段的滤光片进行复飞，以区分出枯死松树和阔叶树。

主设计要求

1.一种可识别枯死松树的光谱相机，其特征在于，包括相机主体(1)，所述相机主体(1)顶端的一侧设有一号支撑柱(2)，所述一号支撑柱(2)与相机主体(1)固定连接，所述一号支撑柱(2)远离相机主体(1)的一端通过转轴转动连接有二号支撑柱(3)，所述一号支撑柱(2)远离转轴的一侧螺纹连接有固定螺栓(4)，所述二号支撑柱(3)远离一号支撑柱(2)的一端固定连接有安装板(5)，所述安装板(5)上对称设有若干安装孔(6)，所述相机主体(1)远离一号支撑柱(2)的一侧对称设有第一光谱通道(7)和第二光谱通道(8)，所述第二光谱通道(8)远离第一光谱通道(7)的一侧设有支撑杆(10)，所述支撑杆(10)与相机主体(1)固定连接，所述支撑杆(10)远离相机主体(1)的一端螺纹连接有固定螺母(15)，所述支撑杆(10)靠近固定螺母(15)的一端通过轴承转动连接有旋转圆盘(9)，所述旋转圆盘(9)等距设有第一滤光片(11)、第二滤光片(12)、第三滤光片(13)和第四滤光片(14)。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种可识别枯死松树的光谱相机，其特征在于，所述第一滤光片(11)、第二滤光片(12)、第三滤光片(13)和第四滤光片(14)位置均与第二光谱通道(8)相对应，所述第一滤光片(11)、第二滤光片(12)、第三滤光片(13)和第四滤光片(14)的尺寸均与第二光谱通道(8)相同。

3.根据权利要求1所述的一种可识别枯死松树的光谱相机，其特征在于，所述旋转圆盘(9)上贯穿开设有四个开槽，所述开槽内分别嵌设有第一滤光片(11)、第二滤光片(12)、第三滤光片(13)和第四滤光片(14)。

4.根据权利要求1所述的一种可识别枯死松树的光谱相机，其特征在于，所述相机主体(1)为佳能EOS 550D单反数码照相机改造制成。

5.根据权利要求1所述的一种可识别枯死松树的光谱相机，其特征在于，所述第一滤光片(11)为560nm光谱波段滤光片。

6.根据权利要求1所述的一种可识别枯死松树的光谱相机，其特征在于，所述第二滤光片(12)为680nm光谱波段滤光片。

7.根据权利要求1所述的一种可识别枯死松树的光谱相机，其特征在于，所述第三滤光片(13)为800nm光谱波段滤光片。

8.根据权利要求1所述的一种可识别枯死松树的光谱相机，其特征在于，所述第四滤光片(14)为450nm光谱波段滤光片。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种相机，特别涉及一种可识别枯死松树的光谱相机，属于林业监测技术领域。

背景技术

多光谱成像探测技术是新一代光电探测技术，目前广泛应用于资源考查、农林、水文和地质勘查、环境监测、灾害调查以及测绘制图等方面。多光谱探测技术需要对多帧不同光谱段的同一场景图像数据进行分析处理，因此它既可获取目标的图像信息，又可获取目标的光谱信息，相比传统的单一宽波段光电探测技术，能够提供更加丰富的目标场景信息，在目标材质识别、异常目标检测、伪装目标辨识、复杂背景抑制等目标探测技术领域都有着极为重要的应用。

林业病虫害对植物造成的影响主要有2种表现形式，一个是植物外部形态的变化，一个是植物内部生理的变化。外部形态变化特征包括落叶、卷叶，叶片、幼芽被吞噬，枝条枯萎导致冠层形状发生变化等。生理变化则可能表现为叶绿素组织遭受破坏，光合作用、养分水分吸收、运输、转化等机能衰退。但无论是形态的或生理的变化，都必然导致植物光谱反射与辐射特征的变化，在遥感图像上表现为光谱值的变化。这种光谱特征上的变化就是林业病虫害多光谱监测识别的主要依据。

近些年林业上也开展了一些多光谱遥感评价植被叶绿素含量、水分含量、生化组分的研究。已有的一些研究表明发生病害的松林光谱存在明显的“红边蓝移”和“蓝边红移”，因此，采用560、680、800nm几个光谱波段同时进行窄带探测成像，可显著区分松树的病害状态，从而达到枯死松树识别的目的。但由于枯死松树在形态上与阔叶树很相似，仅采用上述波段成像很难准确识别，极易造成误判。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种可识别枯死松树的光谱相机，解决了现有技术中存在的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：

本实用新型一种可识别枯死松树的光谱相机，包括相机主体，所述相机主体顶端的一侧设有一号支撑柱，所述一号支撑柱与相机主体固定连接，所述一号支撑柱远离相机主体的一端通过转轴转动连接有二号支撑柱，所述一号支撑柱远离转轴的一侧螺纹连接有固定螺栓，所述二号支撑柱远离一号支撑柱的一端固定连接有安装板，所述安装板上对称设有若干安装孔，所述相机主体远离一号支撑柱的一侧对称设有第一光谱通道和第二光谱通道，所述第二光谱通道远离第一光谱通道的一侧设有支撑杆，所述支撑杆与相机主体固定连接，所述支撑杆远离相机主体的一端螺纹连接有固定螺母，所述支撑杆靠近固定螺母的一端通过轴承转动连接有旋转圆盘。所述旋转圆盘等距设有第一滤光片、第二滤光片、第三滤光片和第四滤光片。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述第一滤光片、第二滤光片、第三滤光片和第四滤光片位置均与第二光谱通道相对应，所述第一滤光片、第二滤光片、第三滤光片和第四滤光片的尺寸均与第二光谱通道相同。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述旋转圆盘上贯穿开设有四个开槽，所述开槽内分别嵌设有第一滤光片、第二滤光片、第三滤光片和第四滤光片。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述相机主体为佳能EOS 550D单反数码照相机改造制成。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述第一滤光片为560nm光谱波段滤光片。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述第二滤光片为680nm光谱波段滤光片。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述第三滤光片为800nm光谱波段滤光片。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述第四滤光片为450nm光谱波段滤光片。

本实用新型所达到的有益效果是：本实用新型通过像面分割处理后包含两个谱段的特定波段像面，对比分明，且成像同步，克服了一般光谱成像仪无法真正同步的缺点，图像畸变较小，方便后期的多光谱图像数据的融合处理。同时，该双光谱相机体积小、功耗小、重量轻，可专用于中小型无人机机载，进行农、林业多光谱数据监测，通过安装板和安装孔的设计可方便将本装置安装在无人机上，通过一号支撑柱和二号支撑柱的转动设置方便根据飞行高度调节摄像角度，通过旋转圆盘的设置方便更换不同规格的滤光片，通过采用450nm谱段的滤光片进行复飞，以区分出枯死松树和阔叶树。

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是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的正视结构示意图；

图3是本实用新型的俯视结构示意图。

图中：1、相机主体；2、一号支撑柱；3、二号支撑柱；4、固定螺栓；5、安装板；6、安装孔；7、第一光谱通道；8、第二光谱通道；9、旋转圆盘；10、支撑杆；11、第一滤光片；12、第二滤光片；13、第三滤光片；14、第四滤光片；15、固定螺母。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例

如图1-3所示，本实用新型提供一种可识别枯死松树的光谱相机，包括相机主体1，相机主体1顶端的一侧设有一号支撑柱2，一号支撑柱2与相机主体1固定连接，一号支撑柱2远离相机主体1的一端通过转轴转动连接有二号支撑柱3，一号支撑柱2远离转轴的一侧螺纹连接有固定螺栓4，二号支撑柱3远离一号支撑柱2的一端固定连接有安装板5，安装板5上对称设有若干安装孔6，相机主体1远离一号支撑柱2的一侧对称设有第一光谱通道7和第二光谱通道8，第二光谱通道8远离第一光谱通道7的一侧设有支撑杆10，支撑杆10与相机主体1固定连接，支撑杆10远离相机主体1的一端螺纹连接有固定螺母15，支撑杆10靠近固定螺母15的一端通过轴承转动连接有旋转圆盘9，旋转圆盘9等距设有第一滤光片11、第二滤光片12、第三滤光片13和第四滤光片14，方便滤光片转换。

第一滤光片11、第二滤光片12、第三滤光片13和第四滤光片14位置均与第二光谱通道8相对应，第一滤光片11、第二滤光片12、第三滤光片13和第四滤光片14的尺寸均与第二光谱通道8相同，方便转换滤光片，旋转圆盘9上贯穿开设有四个开槽，开槽内分别嵌设有第一滤光片11、第二滤光片12、第三滤光片13和第四滤光片14，相机主体1为佳能EOS 550D单反数码照相机改造制成，性价比较高，第一滤光片11为560nm光谱波段滤光片，第二滤光片12为680nm光谱波段滤光片，第三滤光片13为800nm光谱波段滤光片，方便区分松树的病害状态，第四滤光片14为450nm光谱波段滤光片方便区分枯死松树和阔叶树。

具体的，使用本实用新型时，本专利所设计的双光谱相机必须有较宽的波谱范围，为此将CMOS前的红外截止镜片和低通滤片移除，方法是取除相机里CMOS前的低通滤镜和红外截止滤镜，而在相机镜头前替换安装一枚口径合适的全透镜，最后对相机焦距进行专业调校，避免改装对相机成像产生影响。相机改造后波谱范围涵盖350—1050nm，作为本装置的相机主体1，通过安装板5和若干安装孔6安装在无人机上，在通过一号支撑柱2和二号支撑柱3调节与地面角度，在通过固定螺栓4固定，由于地物的反射波谱是研究地面物体反射率随波长的变化规律。不同地物由于外在的形态、反射波谱特性等的不同，所反映出来的反射率也不尽相同。那么对于松树(针叶树木)和常见的阔叶树来说，特定波段条件下，反射太阳光的波谱强度是有区别的，因此在第一光谱通道7和第二光谱通道8分别得到可见光波段成像、近红外波段成像后，通过第一滤光片11、第二滤光片12和第三滤光片13采用560、680、800nm几个光谱波段分别进行窄带探测成像，可显著区分松树的病害状态，从而达到枯死松树识别的目的，在通过第四滤光片14区分出枯死松树和阔叶树。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

设计图

一种可识别枯死松树的光谱相机论文和设计

一种可识别枯死松树的光谱相机论文和设计-胡军

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

相关信息详情

猜你喜欢