一种光谱探头的制作方法

1.本技术属于光谱探测技术领域，特别涉及一种光谱探头。


背景技术：

2.高光谱成像技术是一种基于非常多窄波段的影像数据技术，能够获取高光谱分辨率的连续、窄波段的图像数据。利用高光谱成像设备获得的图像对于信息传输的及时性提出了更高的要求，随着5g商业化，为高光谱图像的快速传输提供了可能性。
3.目前，市场上成熟的高光谱成像设备种类较少，并且设备体积巨大，价格昂贵，一般设备仅能成像3
‑
6个谱段，属于多光谱成像设备，在购买和使用上都有其局限性；另外，现有的针对水质的光谱应用多使用卫星遥感以及无人机航拍，而鲜有在地面上针对实际水域进行监测的光谱相机。
4.因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。


技术实现要素：

5.本技术的目的是提供了一种光谱探头，以解决现有技术存在的至少一个问题。
6.本技术的技术方案是：
7.一种光谱探头，包括：
8.壳体，所述壳体的内部具有容纳腔；
9.连接组件，所述连接组件设置在所述容纳腔中，且与所述壳体固定连接；
10.探测组件，所述探测组件包括光谱图像采集模组、rgb模组以及环境光模组，所述光谱图像采集模组、所述rgb模组以及所述环境光模组均安装在所述连接组件上，所述环境光模组与所述光谱图像采集模组之间具有预定夹角；
11.控制组件，所述控制组件包括电路板以及主板，所述电路板以及所述主板均安装在所述连接组件上。
12.可选地，所述壳体包括主盒以及前脸，所述前脸与所述主盒固定连接，所述前脸上开设有口框，所述口框上安装有高透光材质元件。
13.可选地，所述主盒上设置有球头连接部，所述球头连接部与云台的球头连接，通过云台内部的传动电机控制所述光谱探头转动。
14.可选地，所述前脸与所述主盒通过可拆卸方式固定连接。
15.可选地，所述连接组件包括支架以及转接板，所述支架与所述口框平行设置，且固定安装在所述前脸上，所述转接板固定安装在所述支架上。
16.可选地，所述光谱图像采集模组、所述环境光模组、所述电路板以及所述主板分别固定安装在所述支架上，所述rgb模组固定安装在所述转接板上，且所述光谱图像采集模组位于所述容纳腔的轴心位置，所述rgb模组、所述环境光模组、所述电路板以及所述主板分别设置在所述光谱图像采集模组的周侧。
17.可选地，所述光谱图像采集模组包括光谱图像传感器，所述rgb模组包括彩色图像
传感器，所述环境光模组包括环境光传感器，其中，所述光谱图像传感器放置在所述光谱探头的水平和垂直旋转轴心，所述彩色图像传感器以及所述环境光传感器分别放置在所述光谱图像传感器的两边。
18.可选地，所述环境光模组与所述光谱图像采集模组在所述光谱探头垂直方向的预定夹角为15
‑
60度。
19.可选地，所述电路板上设置有信号传输模组以及hub模组。
20.可选地，所述支架上设置有散热片，所述电路板上设置有导热块，所述导热块抵接所述散热片，所述主板上设置有散热模组。
21.实用新型至少存在以下有益技术效果：
22.本技术的光谱探头，集成了多种探测模组，通过光谱图像采集模组、rgb模组以及环境光模组，能够分别实现光谱图像信息、彩色图像信息以及测试环境光信息的采集，并通过控制组件实现信息的传输及处理，该光谱探头能够有效监测水质情况，具有集成度高、信息传输快、散热效果好、成本低的优点。本技术中光谱图像传感器放置在光谱探头的水平和垂直旋转轴心，彩色图像传感器和环境光传感器分别放置于光谱图像传感器的两边，环境光传感器与光谱图像传感器在光谱探头垂直方向的夹角为15
‑
60度，优选25
‑
40度，尤其优选为30度，便于充分接收太阳光。
附图说明
23.图1是本技术一个实施方式的光谱探头的正视图；
24.图2是本技术一个实施方式的光谱探头一个角度视图；
25.图3是图2的爆炸图。
26.其中：
[0027]1‑
主盒；2
‑
前脸；21
‑
高透光材质元件；3
‑
支架；4
‑
转接板；5
‑
光谱图像采集模组；6
‑
rgb模组；7
‑
环境光模组；8
‑
电路板；81
‑
信号传输模组；82
‑
hub模组；9
‑
主板；91
‑
散热模组。
具体实施方式
[0028]
为使本技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。下面结合附图对本技术的实施例进行详细说明。
[0029]
在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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技术和简化描述，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，因此不能理解为对本技术保护范围的限制。
[0030]
下面结合附图1至图3对本技术做进一步详细说明。
[0031]
本技术提供了一种光谱探头，包括：壳体、连接组件、探测组件以及控制组件。
[0032]
具体的，如图1所示，壳体包括两个部分，主盒1以及设置在主盒1前侧的前脸2，前脸2与主盒1可以通过可拆卸方式固定连接，前脸2上开设有口框，口框上安装有高透光材质元件21，例如玻璃，主盒1以及前脸2组成的壳体的内部具有容纳腔。在本技术的一个优选实施例中，在主盒1上设置有球头连接部，球头连接部与云台的球头连接，通过云台内部的传动电机控制光谱探头转动，实现光谱探头的多种运动模式，例如旋转、俯仰、摆动。本实施例中，光谱探头在云台内部的传动电机的驱动下，水平方向可以连续旋转360
°
，垂直方向可以连续旋转
‑
15
°
～90
°
，实现光谱探头的多角度多方向可调。
[0033]
可以理解的是，本实施例中，可以在前脸2的内壁上设置多个内螺纹孔，通过螺钉将前脸2与主盒1固定连接。
[0034]
有利的是，本实施例中，口框上的高透光材质元件21为白玻璃，其通过密封胶粘接固定在前脸2的口框上，高透光材质的白玻璃能够提高容纳腔中探测组件的探测效果。可以理解的是，还可以通过适当调整前脸2口框的面积，来适应多种探测组件的安装。
[0035]
本技术的光谱探头，还包括设置在壳体内部的容纳腔中的连接组件，连接组件与壳体固定连接，可用于探测组件以及控制组件的安装。
[0036]
在本技术的一个实施方式中，连接组件包括设置在容纳腔中的支架3以及转接板4。如图2至图3所示，本实施例中，支架3与口框平行设置，前脸2的内壁上设置多个内螺纹孔，通过多个螺钉将支架3固定安装在前脸2上。具体的，支架3具有固定在前脸2上的底板，以及用于探测组件以及控制组件安装的第一安装板、第二安装板以及第三安装板，其中，底板的一侧设置有圆弧形凹槽，第一安装板以及第二安装板相对设置在底板上，且分别位于圆弧形凹槽的两侧，第三安装板连接第一安装板与第二安装板，且第三安装板上设置有开口；转接板4安装在支架3的第三安装板上。本实施例中，支架3的底板、第一安装板、第二安装板以及第三安装板为一体成型结构。
[0037]
本技术的光谱探头，探测组件包括光谱图像采集模组5、rgb模组6以及环境光模组7。在本技术的一个实施方式中，光谱图像采集模组5为光谱图像传感器，rgb模组6为彩色图像传感器，环境光模组7为环境光传感器。光谱图像传感器能够采集光谱图像信息，实现5
‑
10分钟光谱全景成像，可以用于检测水质情况；彩色图像传感器能够采集彩色图像信息，实时性好，可以用于抓拍，同时监控水面及岸边情况；环境光传感器能够采集测试环境光信息，测得的环境光信息通过算法用于校准。
[0038]
进一步，光谱图像采集模组5、rgb模组6以及环境光模组7均安装在连接组件上。本实施例中，光谱图像采集模组5设置在第三安装板的开口中，两端分别通过螺钉与第三安装板连接，光谱图像采集模组5设置在容纳腔的轴心位置，位于光谱探头的水平和垂直旋转轴心，有利的是，光谱图像采集模组5的镜头中心可以与前脸2的中心重合或尽可能靠近。rgb模组6以及环境光模组7分别放置于光谱图像采集模组5的两边，其中，rgb模组6容纳在支架3底板的圆弧形凹槽中，端部可以通过多个螺钉与转接板4连接，环境光模组7的两端可以通过螺钉分别与对应的连接板连接，通过两个连接板安装在支架3的第二安装板上，两个连接板与第二安装板一体成型。有利的是，环境光模组7与光谱图像采集模组5在光谱探头垂直方向具有预定夹角，便于充分接收太阳光。可以理解的是，环境光模组7安装后与光谱图像采集模组5之间的夹角可以设置为15
‑
60度，优选25
‑
40度，尤其优选为30度。
[0039]
在本技术的一个优选实施例中，还包括分别安装在连接组件上的控制组件，控制组件包括电路板8以及主板9。其中，电路板8优选为fpga电路板，电路板8位于光谱图像采集模组5的周侧，可以通过螺丝柱与支架3的第一安装板连接，电路板8上设置有信号传输模组81以及hub模组82，信号传输模组81可以是5g模组。有利的是，本实施例中，支架3上还设置有散热片，电路板8上设置有导热块，导热块抵接散热片，便于电路板8散热。主板9为主控板，优选为xavier主板，主板9内有六种不同的处理器：valta tensorcore gpu，八核arm64 cpu，双nvdla深度学习加速器，图像处理器，视觉处理器以及视频处理器，这些处理器使其能够同时、且实时地处理数十种算法，以用于传感器处理、测距、定位和绘图、视觉和感知以及路径规划。本实施例中，主板9位于光谱图像采集模组5的周侧，其两端可以分别通过螺丝柱与支架3的第一安装板以及第二安装板连接，主板9上还设置有散热模组91，便于主板9散热。
[0040]
本技术的光谱探头，通过合理设计连接组件的结构，使得光谱图像采集模组5位于光谱探头的水平和垂直旋转轴心，rgb模组6、环境光模组7、电路板8以及主板9分别设置于光谱图像采集模组5的周侧，实现了在多角度多方向可调的壳体中探测组件以及控制组件的集成；通过在电路板8上集成用于信号传输的5g模组以及hub模组82，实现光谱图像的快速传输以及与其他设备的适配连接；通过在电路板8上设置导热块，从而将电路板8上的热量通过导热块传递至支架3上的散热片，并且在主板9上设置散热模组91，实现设备的散热。本技术通过集成光谱镜头、普通镜头、处理模块、传输模块以及散热模块等结构，从而实现遥感水质监测，并实现了信息的快速传输以及提高了设备的散热效果。
[0041]
本技术的光谱探头，可以通过为设备配置相应的精确定位模块以及告警预警模块，实现对排口、黑臭水体等污染源的精确定位和告警预警等。还可以通过立杆将该设备布设在河道边、湖边以及桥边、船上等场所，实现对所在水域及周边环境的全方位监控和光谱信息采集，设备集成度高，机身轻便且防水，不受天气影响，可全天候采集信息。本技术除了可以实现对水质进行点的监测外，还可以实现对一定面积的水域的面的监测，效率高，有利于获得整体水质信息。
[0042]
以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。