一种用于马尾松松材线虫病监测的机载高光谱仪的制作方法

本实用新型涉及遥感技术领域，具体涉及一种用于马尾松松材线虫病监测的机载高光谱仪。

背景技术：

中国森林病虫害共有 8000 多种，经常造成危害的有 200 多种，森林病虫害大面积发生，危害极为严重。对病虫害进行早期预警，是控制病虫害大范围蔓延、维护森林健康与持续发展的重要内容。松材线虫病又称松树萎蔫病，是松树的一种毁灭性流行病。在我国松褐天牛(Monochamusalternatus)是它的主要传媒昆虫，致病力强，寄主死亡速度快；传播快，且常常猝不及防；一旦发生，治理难度大。据不完全统计，中国自1982年发生该病后的10年间，发生面积约达38000hm²，造成松树死亡1400000株以上，损失木材50000m³。不仅给国民经济造成巨大损失，也破坏了自然景观及生态环境，对中国丰富的松林资源构成严重威胁。

高光谱遥感以纳米级的超高光谱分辨率和几十或几百个波段同时对地表地物成像，获得包括森林资源的地面物体连续光谱信息。在森林植被的高光谱信息中，光谱维方向的特征主要集中在因植物叶片中生物化学成分含量的变化而形成的吸收波形处，其实质上反映了植物内部物质（叶绿素等生物化学成分）的吸收波形变化。当病虫害入侵植被后，感病植株自身的各种营养元素必然即时发生改变，因而受害林区（林株）的光谱特征（吸收波形）就会相应发生细微变化。高光谱遥感以其强大的光谱敏感性能够探测到植被在病虫害侵害早期与健康植被的细微光谱差异，为森林病虫害的早期监测预警提供了可能。

光谱仪又称分光仪，通过光谱仪对光信息的抓取、以照相底片显影，或电脑化自动显示数值仪器显示和分析，从而测知物品中含有何种元素。这种技术被广泛地应用于空气污染、水污染、食品卫生、金属工业等的检测中。随着高光谱遥感技术的发展，涌现了一批机载和星载高光谱传感器，利用机载传感器节省大量的数据采集工作的时间，提高数据生产销量。机载高光谱传感器主要是利用无人机作为载体，无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的无人驾驶无人机。地面、舰艇或母机遥控人员通过雷达等设备，对其进行跟踪、定位、遥控、遥测和数字传输。现有的机载光谱仪通常是直接通过底座固定安装在无人机上，不具备外力防护，而且无人机在飞行过程中随着飞行时间的增长和飞行高度的变化受到高空中温度的影响变化较大，从而会造成光谱仪谱线的漂移，进而影响到测量精度。

技术实现要素：

为解决上述存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种用于马尾松松材线虫病监测的机载高光谱仪。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种用于马尾松松材线虫病监测的机载高光谱仪，包括光谱仪系统、安装架和安装底板；

所述安装底板用于和无人机固定连接；

所述安装架固定于安装底板上，所述安装架用于固定安装光谱仪系统；

所述光谱仪系统固定在第一固定架上，所述第一固定架两端通过连杆固定于所述安装架上；

所述光谱仪系统包括光谱仪本体、光谱仪温控系统和光谱仪防护系统；所述光谱仪防护系统包括用于存储放置光谱仪本体的存储盒和可开盖于存储盒顶端的盒盖，所述盒盖一端和存储盒铰接连接，另一端卡接连接；所述光谱仪温控系统包括位于所述存储盒内的加热条和保温棉层，所述保温棉层和存储盒内侧壁固定连接，所述加热条设置在保温棉层内侧；所述光谱仪本体设置于存储盒内且被加热条螺旋状缠绕包裹。

优选地，所述光谱仪系统还包括光谱仪全方位旋转系统，所述光谱仪全方位旋转系统设置于所述存储盒后端且包括第二固定架、旋转电机、旋转轴、旋转盘、电动伸缩杆和伸缩连接板，所述第二固定架和第一固定架固定连接，所述旋转电机固定安装于所述第二固定架底端，所述旋转轴和旋转电机连接，所述旋转盘和旋转轴连接，所述电动伸缩杆和旋转盘连接，所述伸缩连接板和电动伸缩杆连接，所述存储盒后端和所述的伸缩连接板固定连接。

优选地，所述伸缩连接板和旋转盘之间还设有导向杆，所述导向杆对称设置于所述电动伸缩杆两侧。

优选地，所述盒盖一端通过转轴和存储盒转动连接，另一端通过设置在盒盖底端的弹性卡接杆和设置在存储盒上的与所述弹性卡接杆相适配的卡槽可开合式卡接连接。

优选地，所述弹性卡接杆呈L型且底端包括倒L型的卡钩，所述卡槽处设有允许所述卡钩通过的槽口。在弹性卡接杆和卡槽卡接连接时，弹性卡接杆往下进入到卡槽内，到底后卡钩会穿过槽口并且露出槽口外，卡钩会抵靠在存储盒上位于槽口上端附近的外表面；当需要开启盒盖时，只需要将卡钩往下按使其通过槽口并沿着卡槽往上脱离卡槽。

优选地，所述盒盖下端中间位置设有一凹槽，凹槽处设有一缓冲垫板，所述缓冲垫板通过缓冲弹簧和凹槽底端固定连接。

优选地，所述光谱仪温控系统还包括温度检测装置，所述温度检测装置固定设置在加热条上，所述温度检测装置包括温控单元，所述温控单元用于确保光谱仪本体的温度保持在一个恒定的范围内。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型的一种用于马尾松松材线虫病监测的机载高光谱仪，包括光谱仪系统、安装架和安装底板，光谱仪系统和安装架固定连接后再通过安装底板固定安装于无人机上，光谱仪系统包括光谱仪本体、光谱仪温控系统和光谱仪防护系统，通过光谱仪温控系统可以使得光谱仪本体在高空飞行过程中保持恒定的温度范围，确保光谱仪的谱线漂移减少，测量结果更加准确；光谱仪防护系统可以有效保护光谱仪，防止飞行过程中其他飞行物对光谱仪造成损坏；光谱仪全方位旋转系统通过旋转电机、旋转盘带动光谱仪旋转及水平方向的伸缩调节来进行全方位的光谱采集；结构简单，性能稳定，实用性强。

附图说明

图1为本实用新型的主视结构示意图；

图2为本实用新型的侧视结构示意图；

图3为本实用新型的防护盒和防护盖未盖合时结构示意图；

图4为本实用新型的弹性卡钩放大结构示意图。

其中，1-光谱仪系统，2-安装架，3-安装底座，4-第一固定架，5-连杆，6-第二固定架，7-旋转电机，8-旋转轴，9-旋转盘，91-导向杆，10-电动伸缩杆，101-伸缩连接板，11-光谱仪本体，12-存储盒，13-盒盖，131-凹槽，132-缓冲垫板，133-缓冲弹簧，134-转轴，135-弹性卡接杆，1351-卡钩，136-卡槽，1361-槽口，14-加热条，15-保温棉层。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

除非另作定义，此外使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型专利申请说明书以及权利要求书中使用的“一个”或“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。

如图1、2所示，作为本实用新型的实施例，一种用于马尾松松材线虫病监测的机载高光谱仪，包括光谱仪系统1、安装架2和安装底板3；

所述安装底板3用于和无人机（未图示）固定连接；

所述安装架2固定于安装底板3上，所述安装架2用于固定安装光谱仪系统1；

所述光谱仪系统1固定在第一固定架4上，所述第一固定架4两端通过连杆5固定于所述安装架2上；

所述光谱仪系统1包括光谱仪本体11、光谱仪温控系统和光谱仪防护系统；所述光谱仪防护系统包括用于存储放置光谱仪本体11的存储盒12和可开盖于存储盒12顶端的盒盖13，所述盒盖13一端和存储盒12铰接连接，另一端卡接连接；所述光谱仪温控系统包括位于所述存储盒12内的加热条14和保温棉层15，所述保温棉层15和存储盒12内侧壁固定连接，所述加热条14设置在保温棉层15内侧；所述光谱仪本体11设置于存储盒12内且被加热条14螺旋状缠绕包裹；还包括光谱仪全方位旋转系统，所述光谱仪全方位旋转系统设置于所述存储盒12后端且包括第二固定架6、旋转电机7、旋转轴8、旋转盘9、电动伸缩杆10和伸缩连接板101，所述第二固定架6和第一固定架4固定连接，所述旋转电机7固定安装于所述第二固定架6底端，所述旋转轴8和旋转电机7连接，所述旋转盘9和旋转轴8连接，所述电动伸缩杆10和旋转盘9连接，所述伸缩连接板101和电动伸缩杆10连接，所述存储盒12后端和所述的伸缩连接板101固定连接。

如图2所示，所述伸缩连接板101和旋转盘9之间还设有导向杆91，所述导向杆91对称设置于所述电动伸缩杆10两侧。

如图1和3、4所示，所述盒盖13一端通过转轴134和存储盒12转动连接，另一端通过设置在盒盖13底端的弹性卡接杆135和设置在存储盒12上的与所述弹性卡接杆135相适配的卡槽136可开合式卡接连接。

如图3、4所示，所述弹性卡接杆135呈L型且底端包括倒L型的卡钩1351，所述卡槽136处设有允许所述卡钩1351通过的槽口1361。在弹性卡接杆和卡槽卡接连接时，弹性卡接杆往下进入到卡槽内，到底后卡钩会穿过槽口并且露出槽口外，卡钩会抵靠在存储盒上位于槽口上端附近的外表面；当需要开启盒盖时，只需要将卡钩往下按使其通过槽口并沿着卡槽往上脱离卡槽。

如图1和3所示，所述盒盖13下端中间位置设有一凹槽131，凹槽131处设有一缓冲垫板132，所述缓冲垫板132通过缓冲弹簧133和凹槽131底端固定连接。在盖上盒盖13时可以有效保护存储盒12内的光谱仪本体11。

所述光谱仪温控系统还包括温度检测装置（未图示），所述温度检测装置固定设置在加热条14上，所述温度检测装置包括温控单元，所述温控单元用于确保光谱仪本体11的温度保持在一个恒定的范围内。本实用新型所述的加热条、温度检测装置、旋转电机、电动伸缩杆均和地面的控制系统通信连接。本实用新型的高光谱仪的监测方法采用授权公告号CN102507504B的专利文件所述的监测方法，本实用新型不做详细介绍，本实用新型主要在于提供用于监测马尾松松材线虫病的机载高光谱仪，不在于提供其监测方法。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制。尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。