(19)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 202210914843.7 (22)申请日 2022.08.01 (71)申请人 合肥师范学院 地址 238076 安徽省合肥市黄麓 科教园区 书香路 (72)发明人 李瑞金　 (74)专利代理 机构 北京同辉知识产权代理事务 所(普通合伙) 11357 专利代理师 何静 (51)Int.Cl. G01M 11/02(2006.01) G01N 21/01(2006.01) G01N 21/552(2014.01) (54)发明名称 多角度凸面镜光谱反射率自动化测量装置、 方法及设备 (57)摘要 本发明提供多角度凸面镜光谱反射率自动 化测量装置、 方法及设备， 涉及光学遥感卫星在 轨辐射定标场地点源参照目标领域。 该多角度凸 面镜光谱反射率自动化测量装置包括上位机、 转 台控制器、 X平移电机积分球平台、 Y平移电机凸 面镜平台、 旋转电机一积分球平台、 旋转电机二 平行光管平台、 伺服电机驱动器、 光谱辐射计ASD 测量装置、 X平移编码器、 Y平移编码器、 旋转电机 一编码器、 旋转电机二编码器以及电源， 解决了 现有的测量装置测量过程未能自动化， 人工参与 程度大， 操作繁琐易出错， 不能实现多角度 自动 化测量， 不能自动完成反射率角度特性的分析， 不能自动判别被测样品合格性的问题。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 115219161 A 2022.10.21 CN 115219161 A 1.一种多角度凸面镜光谱反射率自动化测量装置， 其特征在于， 包括上位机、 转台控制 器、 X平移电机积分球平台、 Y平移电机凸面镜平台、 旋转电机一积分球平台、 旋转电机二平 行光管平 台、 伺服电机驱动器、 光谱辐射计ASD测量装置、 X平移编码器、 Y平移编码器、 旋转 电机一编 码器、 旋转电机二编码 器以及电源； 所述上位机用于 设定多角度测量指 令； 所述转 台控制器， 用于控制多路伺服电机驱动器， 接受上位机 设定的多角度测量指 令， 并且按照顺 序执行不同角度的测量任务； 所述伺服电机驱动器用于调节X平移电机积分球平台、 Y平移 电机凸面镜平台、 旋转电机一积分球平台 以及旋转电机二平行光管平台的位置和角度； 所 述Y平移编码器用于调整平行光管出光口光线垂直于凸面镜表面， 使光线平行于凸面镜中 心光轴线， 确定被测样品的光路初始 位置； 所述X平移编 码器和旋转电机一编码器用于确保 反射光的接收。 2.根据权利要求1所述的一种 多角度凸面镜光谱反射率自动 化测量装置， 其特征在于： 所述转台控制器180MHz的ARM  Cortex‑M4处理器内核STM32F429控制器， 增加外部高速 SDRAM模块接口。 3.根据权利要求1所述的一种 多角度凸面镜光谱反射率自动 化测量装置， 其特征在于： 所述X平移电机积分球平台上设有精密电动平 移台。 4.根据权利要求1所述的一种 多角度凸面镜光谱反射率自动 化测量装置， 其特征在于： 所述Y平移电机凸面镜平台上设有精密电动平 移台。 5.根据权利要求1所述的一种 多角度凸面镜光谱反射率自动 化测量装置， 其特征在于： 所述电源为24V电源， 且所述电源提供5V、 3.3V电源稳压 。 6.一种多角度凸面镜光谱反射 率自动化测量方法， 其特 征在于， 包括： 初始位置的确定， 驱动Y平移伺服电机伺服驱动器带动凸面镜电动平移平台移动， 通过 Y平移编码器反馈， 调整平行光管出光口光线垂 直于凸面镜表面， 使光线平行于凸面镜中心 光轴线， 确定被测样品的光路初始位置， 此状态位置记为平行光管旋转平台和凸面镜平台 零点位置， 进而驱动伺服电机驱动器控制X平移电机积分球平台和旋转电机一积分球平台 确定零点位置； 控制旋转电机二平行光管平台旋转相应角度， 通过转台控制器进一步驱动伺服电机驱 动器控制 Y平移电机凸面镜平台带动凸面镜电动平移平台移动到目标位置， 进而确定入射 光源准确入射至被测凸面镜中央光轴线位置， 通过X平移编码器的反馈保证了对应角度入 射光源的准确性； 通过转台控制器驱动控制X平移电机积分球平台与Y平移电机凸面镜平台移动， 旋转到 目标位置后， 通过X平移编 码器和旋转电机一编码器的反馈可靠保证了反射光的接收， 进而 完成反射 光的光通量测量。 7.根据权利要求6所述的一种 多角度凸面镜光谱反射率自动 化测量方法， 其特征在于： 所述反射光的光通量测量前， 确定在反射光光通量测量过程中的由光源到凸面镜间入射光 与凸面镜到积分球间反射光的距离值， 并根据此距离值自动调整X平移电机积分球平台平 移至目标位置， 根据互余角关系自动调整旋转电机一积分球平台和旋转电机二平行光管平 台使平行光 光源入射至积分球平台的积分球入口处， 进 而完成入射 光光通量的测量。 8.根据权利要求7 所述的一种多角度凸面镜光谱反射 率自动化测量方法， 其特 征在于： 根据所述反射 光光通量与入射 光光通量之比原理权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115219161 A 2ρ( λ )＝K·DNref( λ )/DNinc( λ ) 测量凸面镜反射 率； 式中， DNref( λ )为波长λ处反射辐射响应值， DNinc( λ )为波长λ处入射辐射响应值， K是比 例系数为距离比值。 9.根据权利要求8所述的一种 多角度凸面镜光谱反射率自动 化测量方法， 其特征在于： 所述凸面镜反射率采用石英卤钨灯 ‑平行光管组成的平行光源照射反射镜， 利用积分球 ‑光 谱辐射计ASD组成的高光谱辐射测量设备与自动化角度调整控制系统建立的镜面反射率多 角度自动化测量装置 。 10.一种设备， 其特 征在于， 包括： 至少一个处 理器； 存储器， 用于存 储至少一个程序； 当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行， 使得所述至少一个处理器实现权利 要求6‑9任一所述的多角度凸面镜光谱反射 率自动化测量方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115219161 A 3