一种农作物长势监测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种农作物长势监测装置，属于农作物领域。一种农作物长势监测装置，包括支撑座、摄像头、弧形架和加湿机构，所述支撑座上固定连接有监测箱，所述支撑座上固定连接有培育盆，所述监测箱上转动连接有丝杆，所述丝杆上开设有往复滑槽，所述摄像头滑动连接在往复滑槽上，所述弧形架固定连接在监测箱上，所述弧形架上滑动连接有照射灯；本发明专利技术使用简单，操作方便，通过对摄像头进行圆周转动对农作物进行监测，提高对农作物的监测范围，同时在圆周运动的同时上下运动，增加了不同角度不同高度下的监测数据，进一步的提高数据的准确性，同时通过带动照射灯模拟太阳移动的轨迹进行照射，提高对农作物生长监测的严谨性。

【技术实现步骤摘要】
一种农作物长势监测装置及方法
本专利技术涉及农作物
，尤其涉及一种农作物长势监测装置及方法。
技术介绍
随着当今世界农副产品数量和质量需求的日益提高，我国农业发展已相应地进入了高产、优质、高效益的新阶段，这使我们对农业生产管理的要求也越来越高，现代农业生产迫切需要能准确、快速、方便、经济地获取作物相关生长状态的方法。作物生长状态是作物生产精确管理调控的依据，对作物的生长发育、品质、产量起着决定性的作用。长期以来，农作物生长状态参数的获取是通过田间采样、室内测试，虽然结果较为可靠，但时效性差，很难满足精准农业快速、实时、定位化测量要求。现有的在实验室对农作物培育进行检测，监测装置固定在一个地方对农作物进行监测，导致监测到的数据比较片面，不能很好的对农作物的数据进行全面跟踪，为了达到全面监测只能在农作物四周设置多组摄像头，造成的设备浪费，同时在对农作物进行生长监测时，通过灯光模拟阳光照射，只能在一个固定的角度进行照射，不能很好的模拟太阳移动进行不同角度的照射，导致采集的数据不够严谨，因此我们提出了一种农作物长势监测装置及方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中摄像头固定监测数据片面使用多组摄像头造成浪费且阳光照射角度不能移动的问题，而提出的一种农作物长势监测装置及方法。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：本专利技术的第一方面提供了一种农作物长势监测装置，包括支撑座、摄像头、弧形架和加湿机构，，所述支撑座上固定连接有监测箱，所述支撑座上固定连接有培育盆，所述监测箱上转动连接有丝杆，所述丝杆上开设有往复滑槽，所述摄像头滑动连接在往复滑槽上，所述弧形架固定连接在监测箱上，所述弧形架上滑动连接有照射灯，所述监测箱上固定连接有驱动机构，所述驱动机构与加湿机构和丝杆转动相连。优选的，所述驱动机构包括内齿套、电机、转动杆、第一齿轮、第二齿轮和单齿轮，所述内齿套固定连接在监测箱上，所述内齿套上固定连接有支撑架，所述电机固定连接在支撑架上，所述转动杆固定连接在电机输出端，所述第一齿轮和单齿轮均固定连接在转动杆上，所述丝杆固定连接在第二齿轮上，所述第二齿轮分别与内齿套和第一齿轮啮合相连，所诉单齿轮通过传动机构与照射灯转动相连。优选的，所述传动机构包括固定板、齿条、移动板、滑杆和固定块，所述监测箱上固定连接有固定板，所述齿条滑动连接在固定板上，所述齿条与单齿轮啮合相连，所述移动板上开设有U型槽，所述滑杆固定连接在U型槽上，所述固定块固定连接在滑杆上，所述照射灯固定连接在固定块上，所述弧形架上开设有弧形槽，所述滑杆滑动连接在弧形槽上，所述弧形架通过连接板与固定板固定相连。优选的，所述往复滑槽上滑动连接有滑块，所述滑块上固定连接有支撑块，所述支撑块上固定连接有支撑杆，所述支撑杆上固定连接有万向轴套，所述万向轴套上转动连接有万向球，所述摄像头固定连接在万向球上，所述万向轴套上转动连接有螺纹杆，所述螺纹杆与万向球相抵。优选的，所述丝杆上固定连接有滑轮和限位杆，所述滑轮滑动连接在支撑座上，所述限位杆上固定连接有限位块，所述限位块滑动连接在监测箱上。优选的，所述加湿机构包括加湿喷头、活塞缸、进水管、出水管、活塞杆、转套、偏心轮、传动杆、第一锥齿轮和第二锥齿轮、所述加湿喷头固定连接在支撑座上，所述活塞缸固定连接在监测箱上，所述进水管和出水管均固定连接在活塞缸上，所述出水管与加湿喷头固定相连，所述活塞杆滑动连接在活塞缸上，所述第一锥齿轮固定连接在转动杆上，所述传动杆转动连接在监测箱上，所述第二锥齿轮与偏心轮分别固定连接在传动杆的两端，所述第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合相连，所述转套转动连接在偏心轮上，所述转套与活塞杆转动相连。优选的，所述支撑座上固定连接有放置台，所述培育盆位于放置台上。优选的，所述固定板上开设有圆形槽，所述丝杆滑动连接咋圆形槽上。优选的，所述支撑座上固定连接有底座，所述底座上固定连接有调节板，所述调节板上螺纹连接有调节杆，所述调节杆上固定连接有万向轮。优选的，所述监测箱上转动连接有箱门，所述箱门上固定连接有观察窗。本专利技术的第二方面提供了一种基于前述农作物长势监测装置的一种农作物长势监测方法，农作物长势监测装置还包括分析模块，所述分析模块执行如下算法步骤：S1，接收所述摄像头5在运行到预设的N个检测位之后分别拍摄的N张农作物图像；S2，对所述农作物图像进行预处理，所述预处理包括二值化、噪声抑制；对经过预处理的所述农作物图像进行前景提取，以提取出所述农作物的前景图像；S3，对所述前景图像进行二次识别，以提取出所述农作物的高度和宽度；S4，重复实施步骤S2-S3，直至完成对所述N张农作物图像的提取；S5，对提取出的N个所述农作物的高度和宽度分别进行曲线拟合，以获得农作物长势高度曲线和农作物长势宽度曲线；S6，将所述农作物长势高度曲线和农作物长势宽度曲线输入长势比对子模块，所述长势比对子模块调取与该农作物生长期匹配的模板曲线进行相似度计算，若所述农作物长势高度曲线和农作物长势宽度曲线均匹配，则输出长势良好的信号；若所述农作物长势高度曲线和农作物长势宽度曲线仅有一个匹配，则将不匹配的曲线进行输出，同时输出不匹配的曲线与对应模板曲线的差值曲线；若所述农作物长势高度曲线和农作物长势宽度曲线均不匹配，则输出长势异常的信号；其中，步骤S5中采用如下方法进行曲线拟合：S50，确定初始拟合NURBS曲线；S51，将所述高度、宽度分别与对应的检测位组成数据点以组成数据集采用弦长参数法确定数据点参数值即其中，t0＝0，t1＝1，i＝1,…,m；S52，提取主特征点，依次提取离散数据点中的反曲点，曲率极值点和弓高点作为初始拟合数据集K＝{Kk|k＝0,1,…,s}，同时，从Uj中提取出与之对应的拟合数据点参数值；S53，对所述初始拟合数据集K进行拟合过程中初始控制点的个数根据拟合数据点个数和曲线次数设定为n+1＝s/2，根据拟合数据点参数值Uj进行节点矢量U的配置；S54，采用NURBS曲线拟合算法对主特征点集K进行曲线拟合并计算拟合误差，依次判断相邻两个特征点之间的其他数据点是否满足拟合精度，若满足则输出拟合曲线，否则，自适应添加主特征点更新主特征点集K，转步骤S53。与现有技术相比，本专利技术提供了一种农作物长势监测装置，具备以下有益效果：1、该农作物长势监测装置，通过第二齿轮上的丝杆进行自转的同时沿内齿套进行圆周转动，同时滑块带动摄像头在丝杆上的往复滑槽上上下滑动，通过摄像头在监测箱内进行上下移动的同时进行圆周转动，对农作物进行全方位的进行监测，提高监测的范围，减少使用多组摄像头进行监测，降低使用成本，提高监测的全面性，同时通过转动杆带动带动照射灯移动，通过照射灯移动模拟太阳东升西落的自然现象，提高对农作物照射的角度多样化，同时提高监测数据的严谨性。2、该农作物长势监测装置，通过第二齿轮上的丝杆进行自转的同时沿内齿套进行圆周转动，同时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种农作物长势监测装置，包括支撑座(1)、摄像头(5)、弧形架(8)和加湿机构，其特征在于，所述支撑座(1)上固定连接有监测箱(2)，所述支撑座(1)上固定连接有培育盆(29)，所述监测箱(2)上转动连接有丝杆(3)，所述丝杆(3)上开设有往复滑槽(301)，所述摄像头(5)滑动连接在往复滑槽(301)上，所述弧形架(8)固定连接在监测箱(2)上，所述弧形架(8)上滑动连接有照射灯(10)，所述监测箱(2)上固定连接有驱动机构，所述驱动机构与加湿机构和丝杆(3)转动相连；/n所述驱动机构包括内齿套(201)、电机(11)、转动杆(12)、第一齿轮(13)、第二齿轮(14)和单齿轮(15)，所述内齿套(201)固定连接在监测箱(2)上，所述内齿套(201)上固定连接有支撑架(2011)，所述电机(11)固定连接在支撑架(2011)上，所述转动杆(12)固定连接在电机(11)输出端，所述第一齿轮(13)和单齿轮(15)均固定连接在转动杆(12)上，所述丝杆(3)固定连接在第二齿轮(14)上，所述第二齿轮(14)分别与内齿套(201)和第一齿轮(13)啮合相连，所诉单齿轮(15)通过传动机构与照射灯(10)转动相连。/n...

【技术特征摘要】
1.一种农作物长势监测装置，包括支撑座(1)、摄像头(5)、弧形架(8)和加湿机构，其特征在于，所述支撑座(1)上固定连接有监测箱(2)，所述支撑座(1)上固定连接有培育盆(29)，所述监测箱(2)上转动连接有丝杆(3)，所述丝杆(3)上开设有往复滑槽(301)，所述摄像头(5)滑动连接在往复滑槽(301)上，所述弧形架(8)固定连接在监测箱(2)上，所述弧形架(8)上滑动连接有照射灯(10)，所述监测箱(2)上固定连接有驱动机构，所述驱动机构与加湿机构和丝杆(3)转动相连；
所述驱动机构包括内齿套(201)、电机(11)、转动杆(12)、第一齿轮(13)、第二齿轮(14)和单齿轮(15)，所述内齿套(201)固定连接在监测箱(2)上，所述内齿套(201)上固定连接有支撑架(2011)，所述电机(11)固定连接在支撑架(2011)上，所述转动杆(12)固定连接在电机(11)输出端，所述第一齿轮(13)和单齿轮(15)均固定连接在转动杆(12)上，所述丝杆(3)固定连接在第二齿轮(14)上，所述第二齿轮(14)分别与内齿套(201)和第一齿轮(13)啮合相连，所诉单齿轮(15)通过传动机构与照射灯(10)转动相连。


2.根据权利要求1所述的一种农作物长势监测装置，其特征在于，所述传动机构包括固定板(7)、齿条(16)、移动板(17)、滑杆(172)和固定块(1721)，所述监测箱(2)上固定连接有固定板(7)，所述齿条(16)滑动连接在固定板(7)上，所述齿条(16)与单齿轮(15)啮合相连，所述移动板(17)上开设有U型槽(171)，所述滑杆(172)固定连接在U型槽(171)上，所述固定块(1721)固定连接在滑杆(172)上，所述照射灯(10)固定连接在固定块(1721)上，所述弧形架(8)上开设有弧形槽(9)，所述滑杆(172)滑动连接在弧形槽(9)上，所述弧形架(8)通过连接板与固定板(7)固定相连。


3.根据权利要求1所述的一种农作物长势监测装置，其特征在于，所述往复滑槽(301)上滑动连接有滑块(4)，所述滑块(4)上固定连接有支撑块(401)，所述支撑块(401)上固定连接有支撑杆(4011)，所述支撑杆(4011)上固定连接有万向轴套(6)，所述万向轴套(6)上转动连接有万向球(601)，所述摄像头(5)固定连接在万向球(601)上，所述万向轴套(6)上转动连接有螺纹杆(602)，所述螺纹杆(602)与万向球(601)相抵。


4.根据权利要求1所述的一种农作物长势监测装置，其特征在于，所述丝杆(3)上固定连接有滑轮(302)和限位杆(303)，所述滑轮(302)滑动连接在支撑座(1)上，所述限位杆(303)上固定连接有限位块(3031)，所述限位块(3031)滑动连接在监测箱(2)上。


5.根据权利要求1所述的一种农作物长势监测装置，其特征在于，所述加湿机构包括加湿喷头(18)、活塞缸(19)、进水管(191)、出水管(192)、活塞杆(20)、转套(21)、偏心轮(22)、传动杆(23)、第一锥齿轮(24)和第二锥齿轮(25)、所述加湿喷头(18)固定连接在支撑座(1)上，所述活塞缸(19)固定连接在监测箱(2)上，所述进水管(191)和出水管(192)均固定连接在活塞缸(19)上，所述出水管(192)与加湿喷头(18)固定相连，所述活塞杆(20)滑动连接在活塞缸(19)上，所述第一锥齿轮(24)固定连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：王瑞利，随洋，马韫韬，邵科，马啸，刘海浪，
申请(专利权)人：内蒙古科学技术研究院，
类型：发明
国别省市：内蒙古;15