一种农作物冠层高光谱图像获取装置及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种农作物冠层高光谱图像获取装置，包括拖拉机本体、高度调节架、站架以及活动摄影机构，活动摄影机构包括滑轨、电机、第一支撑板、转轮、第二支撑板、自动卷线盘、滑块、传动丝、保护壳以及高光谱成像仪，滑轨和站架连接，电机固接于滑轨上，转轮转动连接于第一支撑板上，第一支撑板固接于滑轨上，自动卷线盘转动连接于第二支撑板上，第二支撑板固接于滑轨上，滑块滑动连接于滑轨上，滑块通过连接条和传动丝固接，高光谱成像仪连接于滑块上，保护壳固接于滑块上；保护壳底部连接有滑动防尘板，保护壳内壁设有清洁机构。本发明专利技术能稳定获取清晰的高光谱图像数据和保护高光谱成像仪。成像仪。成像仪。

【技术实现步骤摘要】
一种农作物冠层高光谱图像获取装置及其使用方法


[0001]本专利技术涉及农作物监测
，具体涉及一种农作物冠层高光谱图像获取装置及其使用方法。

技术介绍

[0002]高光谱图像可以捕获和分析一片空间区域内所有点光谱的精细技术，可以检测到单个对象不同空间位置上的独特光谱“特征”，因此可以检测到在视觉上无法区分的特征或者物质。近些年，在农业中的应用越来越受到重视，为农业精准施肥、灌水、病虫害诊断等提供了一种非接触式的、非破坏式数据采集的新途径。
[0003]目前，由于光谱成像仪的灵敏度高，农作物冠层信息的获取不适合人为模式进行，高光谱图像的获取主要通过无人机携带高光谱图像采集装置进行农作物冠层高光谱图像的获取，如Liu等(2016)利用无人机搭载UHD185高光谱仪(450nm
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950nm)获取小麦关键生育期高光谱影像，对冠层叶片氮素含量进行了检测和估算。肖文等(2021)利用机载GaiaSky
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mini高光谱成像仪和手持ASD
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FieldSpec HandHeld 2地面高光谱仪获取水稻的冠层光谱，对水稻纹枯病进行了检测。这些研究为农作物肥料诊断和病虫害诊断提供了基础数据，但是无人机野外飞行受到风速、航空管制等条件的限制，机动性相对较差。
[0004]因此，有必要研发一款能够稳定地、连续不间断地自动获取清晰的图像数据的农作物冠层高光谱图像获取装置。

技术实现思路

[0005]针对上述技术问题，本专利技术旨在提供一种农作物冠层高光谱图像获取装置及其使用方法，为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案来实现：
[0006]一种农作物冠层高光谱图像获取装置，包括拖拉机本体、高度调节架、站架以及活动摄影机构，高度调节架设置于拖拉机本体上，站架和高度调节架滑动连接；
[0007]活动摄影机构包括滑轨、电机、第一支撑板、转轮、第二支撑板、自动卷线盘、滑块、保护壳以及高光谱成像仪，滑轨和站架连接，电机固接于滑轨上，第一支撑板固接于滑轨的一端，转轮转动连接于第一支撑板上，第二支撑板固接于滑轨的另一端，自动卷线盘固接于第二支撑板上，自动卷线盘上设有可自动收缩的传动丝，传动丝一端卷绕在转轮上，电机的动力输出轴和转轮固接，滑块滑动连接于滑轨上，滑块通过连接条和传动丝固接，高光谱成像仪通过云台连接于滑块上，云台内设有陀螺仪传感器，保护壳设置于高光谱成像仪外；
[0008]保护壳底部设有开口，开口一侧壁开设有滑动槽，滑动槽内滑动连接有滑动防尘板，保护壳内壁设有清洁机构。
[0009]有益地，所述开口另一侧壁开设有第一凹槽和第二凹槽，所述滑动防尘板一端设有第一凸起板和第二凸起板，第一凸起板顶部固接有挤压块和两个以上按压球，挤压块侧壁开设有通孔，通孔顶壁开设有斜面缺口，第一凹槽顶壁固接有充气球和弹性件，充气球上设有放气管，弹性件下端固接有第一压块，第一凹槽侧壁固接有连接棒，连接棒一端固接有
第二压块，第二凹槽内壁设有充气气垫，充气球通过输气管和充气气垫连通。
[0010]有益地，所述活动机构包括清洁刷块、转盘、第一转轴、传动板、第一传动条、第二转轴、第二传动条、第三转轴以及第四转轴；
[0011]清洁刷块和所述高光谱成像仪相抵，第一转轴一端和清洁刷块转动连接，第一转轴另一端和转盘转动连接，转盘和所述保护壳内壁转动连接，第四转轴一端和转盘转动连接，第四转轴另一端和第二传动条转动连接，第四转轴和第一传动条转动连接，第二转轴一端和传动板转动连接，第二转轴另一端和第一传动条转动连接，第三转轴一端和第二传动条转动连接，第三转轴另一端和保护壳内壁固接，传动板一端固接于滑动防尘板顶部。
[0012]有益地，所述转盘上设有第一U形板和第二U形板，第一U形板和转盘固接，第一U形板和第二U形板固接，所述保护壳内壁固接有弧形块，弧形块上开设有T形槽，
[0013]第一U形板以及第二U形板分别延伸至T形槽内，第二U形板和T形槽内壁滑动连接。
[0014]有益地，所述T形槽内壁滚动连接有滚球。
[0015]有益地，所述清洁刷块上开设有清洁槽，清洁槽内壁固接有刷毛。
[0016]有益地，所述高光谱成像仪内设有无线模块，高光谱成像仪通过无线模块和外部终端设备无线连接。
[0017]有益地，所述拖拉机本体内设有智能路线系统，智能路线系统利用北斗卫星导航系统进行导航。
[0018]有益地，基于所述农作物冠层高光谱图像获取装置，按照以下步骤进行作物的高光谱图像数据获取：
[0019]步骤一、把所述拖拉机本体移动至待测农田，根据植株的高度，控制所述站架在所述滑轨上滑动，使所述高光谱成像仪高于植株的冠层2米；
[0020]步骤二、设定拖拉机本体的运行路线；
[0021]步骤三、设定高光谱成像仪获取图像数据的时间间隔为2秒；
[0022]步骤四、启动拖拉机本体，使拖拉机本体按照运行路线进行移动，高光谱成像仪每隔2秒自动获取一次图像数据，并把每一次获取的图像数据进行储存；
[0023]步骤五、拖拉机本体行驶完设定的运行路线后停止移动，把所有图像数据进行转移至外部终端设备上，利用高光谱分析软件对所有图像数据进行预处理，为进一步分析做准备。
[0024]本专利技术具有以下有益效果为：
[0025]本专利技术利用高光谱成像仪进行实时、不间断连续地稳定获取图像数据，省时，省工，效率高，提高后续数据分析精准度，为农业精准施肥、灌水、病虫害诊断等操作得到数据支撑；通过高度调节架、电机、自动卷线盘和传动丝，使高光谱成像仪能够自由调节合适的高度，方便获取清晰、视野广泛的图像数据，提高后期图像数据分析精准度；通过滑动防尘板的移动，能够同时带动清洁刷块移动和充气气垫膨胀，即一个部件的移动能够实现全面清洁高光谱成像仪和保护高光谱成像仪免受外界因素损坏的双重作用，联动性强，耗电少，节约资源；通过智能路线系统的行驶路线设定和北斗卫星导航系统的行驶导航，实现数据采集路线的精准性，同时高光谱成像仪通过云台旋转方位，保证高光谱成像仪的稳定，使其获取的图像数据更加清晰。
附图说明
[0026]利用附图对本专利技术作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本专利技术的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
[0027]图1是本专利技术一种农作物冠层高光谱图像获取装置的结构示意图；
[0028]图2是本专利技术图1中保护壳的内部结构示意图；
[0029]图3是本专利技术图2中省略高光谱成像仪、转盘以及云台的结构示意图；
[0030]图4是本专利技术图2中A处的放大图；
[0031]图5是本专利技术图4中B处的放大图；
[0032]图6是本专利技术图5中第一压块和第二压块右视图；
[0033]图7是本专利技术图2的左视图；
[0034]图8是本专利技术图7中清洁刷块的俯视图；
[0035]图9是本专利技术图1中转盘的后视本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种农作物冠层高光谱图像获取装置，其特征是，包括拖拉机本体(1)、高度调节架(2)、站架(3)以及活动摄影机构，高度调节架(2)设置于拖拉机本体(1)上，站架(3)和高度调节架(2)滑动连接；活动摄影机构包括滑轨(4)、电机(5)、第一支撑板(7)、转轮(8)、第二支撑板(9)、自动卷线盘(10)、滑块(11)、保护壳(14)以及高光谱成像仪(15)，滑轨(4)和站架(3)连接，电机(5)固接于滑轨(4)上，第一支撑板(7)固接于滑轨(4)的一端，转轮(8)转动连接于第一支撑板(7)上，第二支撑板(9)固接于滑轨(4)的另一端，自动卷线盘(10)固接于第二支撑板(9)上，自动卷线盘(10)上设有可自动收缩的传动丝(111)，传动丝(111)一端卷绕在转轮(8)上，电机(5)的动力输出轴(6)和转轮(8)固接，滑块(11)滑动连接于滑轨(4)上，滑块(11)通过连接条(112)和传动丝(111)固接，高光谱成像仪(15)通过云台(151)连接于滑块(11)上，云台(151)内设有陀螺仪传感器，保护壳(14)设置于高光谱成像仪(15)外；保护壳(14)底部设有开口(12)，开口(12)一侧壁开设有滑动槽(121)，滑动槽(121)内滑动连接有滑动防尘板(13)，保护壳(14)内壁设有清洁机构。2.根据权利要求1所述的一种农作物冠层高光谱图像获取装置，其特征是，所述开口(12)另一侧壁开设有第一凹槽(141)和第二凹槽(142)，所述滑动防尘板(13)一端设有第一凸起板(131)和第二凸起板(132)，第一凸起板(131)顶部固接有挤压块(133)和两个以上按压球(135)，挤压块(133)侧壁开设有通孔(134)，通孔(134)顶壁开设有斜面缺口(1341)，第一凹槽(141)顶壁固接有充气球(143)和弹性件(147)，充气球(143)上设有放气管(1431)，弹性件(147)下端固接有第一压块(146)，第一凹槽(141)侧壁固接有连接棒(149)，连接棒(149)一端固接有第二压块(148)，第二凹槽(142)内壁设有充气气垫(145)，充气球(143)通过输气管(144)和充气气垫(145)连通。3.根据权利要求1所述的一种农作物冠层高光谱图像获取装置，其特征是，所述活动机构包括清洁刷块(16)、转盘(17)、第一转轴(171)、传动板(18)、第一传动条(19)、第二转轴(20)、第二传动条(21)、第三转轴(22)以及第四转轴(23)；清洁刷块(16)和所述高光谱成像仪(15)相抵，第一转轴(171)一端和清洁刷块(16)转动连接，第一转轴(171)另一端和转盘(17...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭燕，王来刚，郑国清，贺佳，程永政，张彦，杨秀忠，张永恩，
申请(专利权)人：河南省农业科学院农业经济与信息研究所，
类型：发明
国别省市：