基于推扫成像能够实现快速暗背景数据采集装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910262606.5 (22)申请日 2019.04.02 (71)申请人 四川双利合谱科技有限公司 地址 610010 四川省成都市经济技术开发 区 （龙泉驿区） 成龙大道二段1118号2 栋26层5号 (72)发明人 刘业林黄宇陈兴海黄智辉 王金龙雷宇博 (74)专利代理机构 成都弘毅天承知识产权代理 有限公司 51230 代理人 邹敏菲 (51)Int.Cl. G05B 19/042(2006.01) G01J 3/28(2006.01) (54)发明名称 一种基于。

2、推扫成像能够实现快速暗背景数 据采集装置 (57)摘要 本发明公开了一种基于推扫成像能够实现 快速暗背景数据采集装置， 属于高光谱成像技术 领域。 包括机械快门， 机械快门包括推杆、 快门 件、 第一固定轴、 第二固定轴、 弹性件， 快门件的 一端通过第一固定轴固定在前板上， 快门件和第 一固定轴转动连接， 第二固定轴一端与前板固定 连接， 另一端连接有弹性件， 弹性件的一端与快 门件连接， 快门件与第二固定轴连接的一端设置 有挡板， 推杆的一端与电控位移台固定连接， 另 一端位于挡板的一侧。 本发明的一种基于推扫成 像能够实现快速暗背景数据采集装置在现有技 术结构的基础上增加了机械快门， 同。

3、时利用电控 位移台作为一个开关件， 避免了增加驱动装置驱 动快门， 充分合理的利用了内部空间。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 109901479 A 2019.06.18 CN 109901479 A 1.一种基于推扫成像能够实现快速暗背景数据采集装置， 包括前板(9)和电控位移台 (2)， 所述前板(9)上设置有成像镜头(1)， 所述电控位移台(2)上设置有探测器、 成像光谱仪 (3)、 光谱仪狭缝(4)， 所述探测器、 成像光谱仪(3)、 光谱仪狭缝(4)位于电控位移台(2)上， 所述电控位移台(2)连接有驱动机构(5)， 所述驱动机构(5)连接有微处理器， 所述电控位移 台。

4、(2)的行程两端均设置有限位开关， 所述限位开关与微处理器连接， 其特征在于： 还包括 机械快门， 所述机械快门包括推杆(13)、 快门件(8)、 第一固定轴(6)、 第二固定轴(7)、 弹性 件(11)， 所述快门件(8)位于光谱仪狭缝(4)和成像镜头(1)之间， 所述快门件(8)的一端通 过第一固定轴(6)固定在前板(9)上， 快门件(8)和第一固定轴(6)转动连接， 所述第二固定 轴(7)一端与前板(9)固定连接， 另一端连接有弹性件(11)， 所述弹性件(11)的一端与快门 件(8)连接， 所述快门件(8)与第二固定轴(7)连接的一端设置有挡板(10)， 所述推杆(13)的 一端与电控。

5、位移台(2)固定连接， 另一端位于挡板(10)的一侧。 2.根据权利要求1所述的一种基于推扫成像能够实现快速暗背景数据采集装置， 其特 征在于： 所述驱动机构(5)包括相互平行设置的第一丝杠和第二丝杠， 所述电控位移台(2) 通过两颗螺母分别与第一丝杠和第二丝杠连接， 所述第一丝杆的一端连接有电机和主动齿 轮， 所述第二丝杠的一端设置有从动齿轮， 所述主动齿轮通过皮带与从动齿轮传动连接。 3.根据权利要求1所述的一种基于推扫成像能够实现快速暗背景数据采集装置， 其特 征在于： 所述快门件(8)的厚度为1mm。 4.根据权利要求1所述的一种基于推扫成像能够实现快速暗背景数据采集装置， 其特 征在。

6、于： 还包括推杆固定座(12)， 所述推杆固定座(12)上设置有内螺纹孔， 所述推杆(13)的 一端设置有外螺纹， 所述推杆(13)和推杆固定座(12)通过螺纹连接。 5.根据权利要求1所述的一种基于推扫成像能够实现快速暗背景数据采集装置， 其特 征在于： 所述第一固定轴(6)的一端设置有限位块。 6.根据权利要求5所述的一种基于推扫成像能够实现快速暗背景数据采集装置， 其特 征在于： 所述挡板(10)呈长方体， 所述挡板(10)转动连接于第一固定轴(6)上， 且位于限位 块和前板(9)之间。 7.根据权利要求1所述的一种基于推扫成像能够实现快速暗背景数据采集装置， 其特 征在于： 所述推杆(。

7、13)和前板(9)之间设置有间隙。 8.根据权利要求6所述的一种基于推扫成像能够实现快速暗背景数据采集装置， 其特 征在于： 所述间隙的宽度值为2mm。 9.根据权利要求1所述的一种基于推扫成像能够实现快速暗背景数据采集装置， 其特 征在于： 所述弹性件(11)为拉簧。 10.根据权利要求1所述的一种基于推扫成像能够实现快速暗背景数据采集装置， 其特 征在于： 所述推杆(13)位于挡板(10)处的一端套设橡胶套。 权利要求书 1/1 页 2 CN 109901479 A 2 一种基于推扫成像能够实现快速暗背景数据采集装置 技术领域 0001 本发明属于高光谱成像技术领域， 涉及一种基于推扫成像。

8、能够实现快速暗背景数 据采集装置。 背景技术 0002 高光谱成像技术是近二十年来发展起来的基于非常多窄波段的影像数据技术， 其 最突出的应用是遥感探测领域， 并在越来越多的民用领域有着更大的应用前景。 它集中了 光学、 光电子学、 电子学、 信息处理、 计算机科学等领域的先进技术， 是传统的二维成像技术 和光谱技术有机的结合在一起的一门新兴技术。 0003 在高光谱的推扫成像中， 采用光谱仪狭缝相对成像镜头焦平面进行推扫成像的方 式， 利用探测器可以完成对目标一帧一帧数据的采集和存储动作， 正是由这一帧帧数据的 拼接构筑成一个立方体， 而对得到的数据立方体数据通常情况下需要进行很多方式的数据。

9、 预处理。 例如： 辐射度校准、 均匀性校准、 反射率校准、 镜头校准等等， 在这些校准处理中， 都 需要的一个基本功能就是获取原始数据立方体的暗背景(单帧)数据。 0004 获取原始数据立方体的暗背景数据的方式和计算方法有很多种， 其中一种暗背景 数据采集方法是在系统没有任何光信号进入到成像光谱仪(狭缝)内部， 也就是探测器每个 像素点没有采集到任何外部光敏单元的光信息的方式来实现的。 在现有技术中， 通常采用 两种方法： 1、 手动将成像镜头的镜头盖堵上， 2、 使用例如： 海洋光学电子快门等电子快门在 测试时阻塞隔断光路， 但是手动堵上镜头盖的方式， 存在效率低， 且在特殊环境下或者特殊。

10、 应用场景下作业时， 易发生危险的问题； 使用电子快门的方式， 由于结构体积大， 重量大， 集 成难度高， 不仅仅需要提供独立电源， 且需要开发或者使用相对应的控制面板才能使用， 生 产成本过高。 发明内容 0005 本发明的目的在于： 提供了一种基于推扫成像能够实现快速暗背景数据采集装 置， 解决了现有技术中阻断光路的结构复杂， 工作效率低等问题。 0006 本发明采用的技术方案如下： 0007 一种基于推扫成像能够实现快速暗背景数据采集装置， 包括前板和电控位移台， 所述前板上设置有成像镜头， 所述电控位移台上设置有探测器、 成像光谱仪、 光谱仪狭缝， 所述探测器、 成像光谱仪、 光谱仪狭。

11、缝位于电控位移台上， 所述电控位移台连接有驱动机 构， 所述驱动机构连接有微处理器， 所述电控位移台的行程两端均设置有限位开关， 所述限 位开关与微处理器连接， 还包括机械快门， 所述机械快门包括推杆、 快门件、 第一固定轴、 第 二固定轴、 弹性件， 所述快门件位于光谱仪狭缝和成像镜头之间， 所述快门件的一端通过第 一固定轴固定在前板上， 快门件和第一固定轴转动连接， 所述第二固定轴一端与前板固定 连接， 另一端连接有弹性件， 所述弹性件的一端与快门件连接， 所述快门件与第二固定轴连 接的一端设置有挡板， 所述推杆的一端与电控位移台固定连接， 另一端位于挡板的一侧。 说明书 1/4 页 3 。

12、CN 109901479 A 3 0008 进一步地， 所述驱动机构包括相互平行设置的第一丝杠和第二丝杠， 所述电控位 移台通过两颗螺母分别与第一丝杠和第二丝杠连接， 所述第一丝杆的一端连接有电机和主 动齿轮， 所述第二丝杠的一端设置有从动齿轮， 所述主动齿轮通过皮带与从动齿轮传动连 接。 0009 进一步地， 所述快门件的厚度为1mm。 0010 进一步地， 还包括推杆固定座， 所述推杆固定座上设置有内螺纹孔， 所述推杆的一 端设置有外螺纹， 所述推杆和推杆固定座通过螺纹连接。 0011 进一步地， 所述第一固定轴的一端设置有限位块。 0012 进一步地， 所述挡板呈长方体， 所述挡板转动连。

13、接于第一固定轴上， 且位于限位块 和前板之间。 0013 进一步地， 所述推杆和前板之间设置有间隙。 0014 进一步地， 所述间隙的宽度值为2mm。 0015 进一步地， 所述弹性件为拉簧。 0016 进一步地， 所述推杆位于挡板处的一端套设橡胶套。 0017 综上所述， 由于采用了上述技术方案， 本发明的有益效果是： 0018 1.本发明的一种基于推扫成像能够实现快速暗背景数据采集装置在现有技术结 构的基础上增加了机械快门， 同时利用电控位移台作为一个开关件， 避免了增加驱动装置 驱动快门， 充分合理的利用了内部空间， 解决了推扫成像技术中快门结构的设计复杂、 软件 控制需要单独的控制主板。

14、， 兼容、 开发难度大等问题。 0019 2.本发明的一种基于推扫成像能够实现快速暗背景数据采集装置具体的， 通过双 丝杠的设置， 增加了电控位移台运动时的平稳性， 避免狭缝等部件晃动， 影响采集效果。 0020 3.本发明的一种基于推扫成像能够实现快速暗背景数据采集装置通过推杆固定 杆和橡胶套的设置， 减小由于挡板对推杆的反作用力对电控位移台的影响， 避免电控位移 台晃动， 狭缝等部件晃动， 影响采集效果； 可通过螺纹的配合， 对推杆的长度进行调节； 通过 预留的间隙， 避免推杆触碰前板。 0021 4.本发明的一种基于推扫成像能够实现快速暗背景数据采集装置通过挡板的形 状设置， 增加挡板和。

15、推杆的接触面， 增加快门件的转动效率； 通过限位块限制挡板和快门件 沿第一固定轴的轴向运动。 附图说明 0022 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案， 下面将对实施例中所需要使用的附 图作简单地介绍， 应当理解， 以下附图仅示出了本发明的某些实施例， 因此不应被看作是对 范围的限定， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据这 些附图获得其他相关的附图， 其中： 0023 图1是本发明的一种基于推扫成像能够实现快速暗背景数据采集装置的一种结构 示意图； 0024 图2是本发明的一种基于推扫成像能够实现快速暗背景数据采集装置的机械快门 的一种结构示意图； 002。

16、5 图中标记： 1.成像镜头， 2.电控位移台， 3.成像光谱仪， 4.光谱仪狭缝， 5.驱动机 说明书 2/4 页 4 CN 109901479 A 4 构， 6.第一固定轴， 7.第二固定轴， 8.快门件， 9.前板， 10.挡板， 11.弹性件， 12.推杆固定座， 13.推杆。 具体实施方式 0026 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， 并不 用于限定本发明， 即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。 通 常在此处附图中描述和示出的本发明。

17、实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。 0027 因此， 以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护 的本发明的范围， 而是仅仅表示本发明的选定实施例。 基于本发明的实施例， 本领域技术人 员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。 0028 需要说明的是， 术语 “第一” 和 “第二” 等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者 操作与另一个实体或操作区分开来， 而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何 这种实际的关系或者顺序。 而且， 术语 “包括” 、“包含” 或者其任何其他变体意在涵盖非排他 性的包含， 从而使得包括。

18、一系列要素的过程、 方法、 物品或者设备不仅包括那些要素， 而且 还包括没有明确列出的其他要素， 或者是还包括为这种过程、 方法、 物品或者设备所固有的 要素。 在没有更多限制的情况下， 由语句 “包括一个” 限定的要素， 并不排除在包括所述 要素的过程、 方法、 物品或者设备中还存在另外的相同要素。 0029 下面结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。 0030 实施例一 0031 本发明较佳实施例提供的一种基于推扫成像能够实现快速暗背景数据采集装置， 如图1-图2所示， 包括前板9和电控位移台2， 所述前板9上设置有成像镜头1， 所述电控位移 台2上设置有探测器、 成像光谱仪3。

19、、 光谱仪狭缝4， 所述探测器、 成像光谱仪3、 光谱仪狭缝4 位于电控位移台2上， 所述电控位移台2连接有驱动机构5， 所述驱动机构5连接有微处理器， 所述电控位移台2的行程两端均设置有限位开关， 所述限位开关与微处理器连接， 还包括机 械快门， 所述机械快门包括推杆13、 快门件8、 第一固定轴6、 第二固定轴7、 弹性件11， 所述快 门件8位于光谱仪狭缝4和成像镜头1之间， 所述快门件8的一端通过第一固定轴6固定在前 板9上， 快门件8和第一固定轴6转动连接， 所述第二固定轴7一端与前板9固定连接， 另一端 连接有弹性件11， 所述弹性件11的一端与快门件8连接， 所述快门件8与第二固。

20、定轴7连接的 一端设置有挡板10， 所述推杆13的一端与电控位移台2固定连接， 另一端位于挡板10的一 侧。 0032 具体的， 在对目标进行推扫成像时， 由驱动机构5带动电控位移台2移动， 进而带动 推杆13和光谱仪狭缝4相对于挡板10作远离位移， 同时高光谱相机开始工作， 探测器从起点 位置开始一行一行数据采集并对其进行拼接， 当扫描狭缝运行到扫描终止位置时， 高光谱 相机停止采集， 由驱动机构5带动电控位移台2回到起点位置， 推杆13和挡板10始终未接触， 不对推扫成像造成任何影响； 当获取原始数据相对应的暗背景数据时， 由驱动机构5和电控 位移台2带动推杆13向挡板10运动， 当推杆1。

21、3和挡板10接触时， 推杆13保持运动， 快门件8由 于第一固定件的限制， 另一端被翘起， 弹性件11发生形变， 优选的， 所述弹性件11为拉簧， 直 至快门件8完全遮挡住了成像镜头1的后焦平面和光谱仪狭缝4， 优选的， 所述快门件8的厚 说明书 3/4 页 5 CN 109901479 A 5 度为1mm， 没有任何光线再能够进入到成像光谱仪3内部或者进入到探测器中， 即可进行暗 背景数据采集， 在需要采集其他数据时， 电控位移台2和推杆13回到原位， 由于挡板10不受 力且由于弹性件11的恢复力作用， 将快门件8进行复位。 0033 本发明的一种基于推扫成像能够实现快速暗背景数据采集装置在。

22、现有技术结构 的基础上增加了机械快门， 同时利用电控位移台2作为一个开关件， 避免了增加驱动装置驱 动快门， 充分合理的利用了内部空间， 解决了推扫成像技术中快门结构的设计复杂、 软件控 制需要单独的控制主板， 兼容、 开发难度大等问题。 0034 实施例二 0035 本实施例在实施例一的基础上， 所述驱动机构5包括相互平行设置的第一丝杠和 第二丝杠， 所述电控位移台2通过两颗螺母分别与第一丝杠和第二丝杠连接， 所述第一丝杆 的一端连接有电机和主动齿轮， 所述第二丝杠的一端设置有从动齿轮， 所述主动齿轮通过 皮带与从动齿轮传动连接。 0036 具体的， 通过双丝杠的设置， 增加了电控位移台2运。

23、动时的平稳性， 避免光谱仪狭 缝4等部件晃动， 影响采集效果。 0037 实施例三 0038 本实施例在实施例一的基础上， 还包括推杆固定座12， 所述推杆固定座12上设置 有内螺纹孔， 所述推杆13的一端设置有外螺纹， 所述推杆13和推杆固定座12通过螺纹连接， 优选的， 所述推杆13和前板9之间设置有间隙， 更为优选的， 所述间隙的宽度值为2mm。 ； 所述 推杆13位于挡板10处的一端套设橡胶套。 0039 具体的， 通过推杆13固定杆和橡胶套的设置， 减小由于挡板10对推杆13的反作用 力对电控位移台2的影响， 避免电控位移台2晃动， 光谱仪狭缝4等部件晃动， 影响采集效果； 可通过螺。

24、纹的配合， 对推杆13的长度进行调节； 通过预留的间隙， 避免推杆13触碰前板9。 0040 实施例四 0041 本实施例在实施例一的基础上， 所述第一固定轴6的一端设置有限位块； 所述挡板 10呈长方体， 所述挡板10转动连接于第一固定轴6上， 且位于限位块和前板9之间。 0042 具体的， 通过挡板10的形状设置， 增加挡板10和推杆13的接触面， 增加快门件8的 转动效率； 通过限位块限制挡板10和快门件8沿第一固定轴6的轴向运动。 0043 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已， 并不用以限制本发明的保护范围， 任何 熟悉本领域的技术人员在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、 等同替换和改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。 说明书 4/4 页 6 CN 109901479 A 6 图1 说明书附图 1/2 页 7 CN 109901479 A 7 图2 说明书附图 2/2 页 8 CN 109901479 A 8 。