一种紧凑型多光谱相机切换器

本发明涉及一种多光谱成像，尤其涉及一种紧凑型多光谱相机切换器。

背景技术：

1、随着现代社会科技水平不断提升，目标检测的准确性成为检测的重要指标。而多光谱成像技术，因为它对目标的识别、分析和理解能力十分出色，已经成为便携式检测设备的优选方案。而且随着应用场景的拓宽，多光谱相机也开始在各个领域得到广泛运用。

2、然而，随着科研要求和应用复杂度的提高，现有技术中对于多光谱相机的滤光片切换存在诸多问题；首先，传统的滤光片切换机构往往结构复杂、体积庞大，使得多光谱相机在空间受限的应用场景中受到限制；其次，传统切换机构的切换速度较慢，尤其是在需要快速连续切换多个滤光片的情况下，其响应速度无法满足实时成像的需求；再者，切换精度也是传统切换机构面临的一大问题，传统切换机构往往依赖人工切换和手动调节，不仅容易导致误调和损坏设备，而且还难以保证调整精度，影响成像质量。

3、因此，需要一种全新的技术方案来解决以上问题。

技术实现思路

1、本发明克服了现有技术的不足，提供一种紧凑型多光谱相机切换器。

2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种紧凑型多光谱相机切换器，包括：外壳，设置在所述外壳内部的内部运作机构和微调机构，以及与所述内部运作机构连接的若干滤光片限位框；

3、所述外壳上方设置有滤光片存放口；所述外壳内部设置有相机安装舱，所述相机安装舱的前端连接有滤光片对接口，所述滤光片对接口连接有采光管道，所述采光管道贯通所述外壳前端；

4、所述内部运作机构包括：竖直设置在所述外壳内部前端的前部传送机构，与竖直设置在所述外壳内部后端的后部传送机构，以及水平设置在所述前部传送机构与所述后部传送机构之间的上下部传送机构；

5、若干滤光片限位框包括：与所述内部运作机构连接的若干框身，对应设置在若干所述框身内部的若干滤光片，以及设置在若干所述框身上的若干定位传感器；

6、所述微调机构包括：设置在所述滤光片对接口的调位框，以及与所述调位框连接的步进电机。

7、本发明一个较佳实施例中，所述外壳呈回字型，能使内部空间布局更为合理，提升空间利用率；所述相机安装舱设置在所述外壳内部中央，便于实现若干所述滤光片与相机镜头的对位，提高了结构紧凑性和稳定性；所述滤光片存放口设置在所述上下部传送机构正上方，便于用户放置和更换若干所述滤光片；所述滤光片存放口的尺寸与若干所述滤光片限位框的尺寸相同，有利于若干所述滤光片顺利放入并被所述内部传送机构准确抓取，提高了设备维护和管理的便利性，提高了使用效率。

8、本发明一个较佳实施例中，所述前部传送机构包括：前部传送履带，与所述前部传送履带一端连接的第三电机，与所述前部传送履带另一端连接的第三齿轮；所述后部传送机构包括：后部传送履带，与所述后部传送履带一端连接的第二电机，与所述后部传送履带另一端连接的第二齿轮；所述前部传送机构与所述后部传送机构能够实现若干所述滤光片限位框在前后方向上的纵向传送。

9、本发明一个较佳实施例中，所述上下部传送机构包括：依次水平设置在所述前部传送履带与所述后部传送履带之间的若干上下部传送履带，与若干所述上下部传送履带一端对应连接的若干第一电机，与若干所述上下部传送履带另一端对应连接的若干第一齿轮；所述上下部传送机构能够实现若干所述滤光片限位框在水平方向上的横向传送，与所述前部传送机构和所述后部传送机构一同组成三维传送网络，提高了若干所述滤光片切换的灵活性和准确度。

10、本发明一个较佳实施例中，所述前部传送机构与所述后部传送机构的运动方向相反；若干所述上下部传送机构中，位于同一水平面的若干上下部传送履带运动方向相同，位于不同水平面的若干上下部传送履带运动方向相反，通过控制内部运作机构中各部分的运动方向，能够实现若干所述滤光片在三维空间内的有序传送，提升切换的准确性和效率。

11、本发明一个较佳实施例中，所述前部传送履带与所述后部传送履带设置有若干纵向卡位，若干所述上下部传送履带上对应设置有若干横向卡位，能够确保若干所述滤光片限位框在传送过程中的稳定性，减少若干所述滤光片在切换过程中发生的抖动和损坏。

12、本发明一个较佳实施例中，若干所述框身左右两端分别设置有若干横向卡块，若干所述横向卡块与若干所述横向卡位尺寸相同；若干所述框身上下两端分别设置有若干纵向卡块，若干所述纵向卡块与若干所述纵向卡位尺寸相同，能够实现滤光片限位框在传送履带上的稳固固定，从而提高了设备的可靠性和耐用性。

13、本发明一个较佳实施例中，所述调位框包括：可动夹块，以及设置在所述可动夹块底部的转动轴；所述转动轴与所述步进电机连接；所述可动夹块包括：l型固定半块，以及与所述l型固定半块套接的l型活动半块，能够通过步进电机驱动可动夹块，实现若干所述滤光片的微调，从而使得若干所述滤光片与相机镜头的精确对位，提高成像质量和数据准确性。

14、本发明一个较佳实施例中，所述调位框底部与所述外壳内部连接，所述可动夹块开口方向朝向所述滤光片对接口，用于准确夹持并微调抵达所述滤光片对接口的所述滤光片限位框，使最终的成像更加精准。

15、基于上述任一项所述的一种多光谱相机滤光片切换方法，包括以下步骤：

16、s1、安装并存储滤光片：将滤光片装入滤光片限位框中，独立编号后通过滤光片存放口存至内部传送机构；

17、s2、组装多光谱相机：将多光谱相机装入相机安装舱，并保证相机镜头与滤光片对接口对准；

18、s3、传送运输：通过编号，筛选并找到所需的滤光片，基于所需的滤光片至滤光片对接口的距离，内部传送机构采用顺时针或逆时针的运动方向，以保证最小运输距离下，将所需的滤光片传送运输至滤光片对接口；

19、s4、对接微调：微调机构抓取抵达滤光片对接口的所需滤光片，通过调位框和步进电机的协同作用，调整滤光片与相机镜头之间的距离，保证所需滤光片的实际位置与目标位置的误差在1-3mm内；

20、s5、采集图像后释放复位：多光谱相机采集图像后，微调机构释放所需滤光片，前部传送机构重新固定所需滤光片，并与上下部传送机构和后部传送机构一起，将滤光片传送至原所在位置，等待下一次调用。

21、本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：

22、(1)本发明提供了一种紧凑型多光谱相机切换器，通过集成化的设计，采用内部传送机构与微调机构，将滤光片的存放、传送、对位与切换等功能整合在一起，既能够减小多光谱相机的体积，增加可携带的滤波片数量，还能够提升滤光片的切换效率与对位的精准度。

23、(2)本发明相较于传统切换模式，利用多光谱相机的多余空间，将滤波片存储在多光谱相机的横向空间中，不仅节约了空间，大大缩小了多光谱相机的体积，增加了便携性，也在相同空间下容纳更多的滤波片，极大的增加了多光谱相机的波段数量，提升其实用性。

24、(3)本发明通过前部传送机构、后部传送机构以及若干上下部传送机构，能够组建出三维传送网络，在储存若干滤光片的同时，也能够实现滤光片在三维空间内的有序传送，筛选出所需的滤光片与镜头对位，提高了空间利用率和切换效率，能够实现多个滤光片的快速连续切换；进一步的，与滤光片限位框相结合，能够保护滤光片，减小滤光片在传送过程中的抖动，从而提升成像质量。

25、(4)本发明通过设置的微调机构，能够对滤光片的位置进行微调优化，提高成像的精度；进一步的，微调机构与内部传送机构结合，可以实现滤光片的自动化调整，避免人工操作可能导致的误差和设备损坏，保证设备安全性的同时，有利于提高成像的稳定性。