CN105424613A - 一种光谱成像系统校正过程中自动存取白板的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光谱成像系统校正过程中自动存取白板的装置，包括：支撑平台；升降平台，处在所述支撑平台的上方；升降驱动机构，安装在支撑平台上以驱动所述升降平台上下运动；白板箱，设置在所述升降平台上且带有箱门；白板支撑件，位于所述白板箱内用于固定白板；伸缩驱动机构，安装在所述白板箱内用于带动白板支撑件进出箱门；所述升降驱动机构包括：通过支架设置支撑平台上方的升降电机；转动安装在所述支架上与所述升降电机联动的提升轮；绕置在提升轮上且与升降平台连接的牵引索。本发明为后期实验过程中所采集信息的精准性提供了更加可靠的保证。
Description
技术领域
本发明涉及光谱技术、农田信息检测领域，尤其涉及一种光谱成像系统校正过程中自动存取白板的装置。
背景技术
精细农业要根据农作物的生长状况及生长环境状况进行精确的作业，因此精准地采集田间作物信息显得尤为关键。作物生长信息的获取技术是精细农业的重要技术支撑之一，植物的生长信息获取技术主要包括利用其电学特性、光学特性和机器视觉技术等。
随着光谱技术的发展，近红外光谱技术、多光谱技术和高光谱技术在作物生长信息的获取应用上开始大量应用，并显示了其分析速度快、效率高、成本低、无需制备样品等优点，已成为一种快速、无损的现代分析技术。
例如公开号为CN104422660A的中国专利文献公开了一种高光谱的植物叶片病虫害诊断系统，属于农业领域。高光谱成像仪和线光源一起固连在电控位移台上，受移动平台控制装置控制一起移动；在移动过程中线光源照射标定白板和被测植物叶片，高光谱成像仪采集数据并实时上传到计算机；经过图像分析和处理软件处理后，输入已经建立的病虫害三重诊断模型，实时定量得到植物的病虫害感染程度，据此分析决策是否对测量植物喷药以及用药种类剂量及喷头形式。
公开号为103439270A的中国专利文献公开一种基于反射和半透射高光谱图像检测桃果实冷害的装置和方法，通过高光谱成像仪，获取桃果实采后低温贮藏不同冷害阶段的反射和半透射高光谱图像，分析冷害桃果实与正常果实的光谱值及图像间的差异，提取响应的特征参数，在此基础上优化确定反映桃果实冷害特征的变量集，建立基于Fisher判别方法对桃果实冷害判别的数学模型，所建基于反射和半透射高光谱图像检测模型的判别准确率分别达到85.6％和95.6％。可以对采后冷害桃果实进行准确识别，代替人工检测，降低水果采后贮藏的损失，可以用于水果采后的流通、贮藏和销售过程中的检测和监测。
操作过程中，为了消除镜头中存在的暗电流以及光源的强度不均所产生的噪声，需要进行高光谱图像的黑白校正，而这个过程中白板的收取存在一个很大的问题，为了保证白板的清洁，每次实验结束后都要将其放到外部封闭的箱子里。因此，开发一种室内高光谱成像系统校正过程中自动存取白板的装置，用来满足存取白板的高效性以及白板的整洁性，保证实验中作物信息采集的精准性具有很大的意义。
发明内容
本发明提供了一种光谱成像系统校正过程中自动存取白板的装置，为后期实验过程中所采集信息的精准性提供了更加可靠的保证。此外，本发明也可用于田间近红外光谱系统校准平台的研究与开发。
一种光谱成像系统校正过程中自动存取白板的装置，包括：
支撑平台；
升降平台，处在所述支撑平台的上方；
升降驱动机构，安装在支撑平台上以驱动所述升降平台上下运动；
白板箱，设置在所述升降平台上且带有箱门；
白板支撑件，位于所述白板箱内用于固定白板；
伸缩驱动机构，安装在所述白板箱内用于带动白板支撑件进出箱门；所述升降驱动机构包括：
通过支架设置支撑平台上方的升降电机；
转动安装在所述支架上与所述升降电机联动的提升轮；
绕置在提升轮上且与升降平台连接的牵引索。
本发明中通过升降平台承载白板箱，在白板箱内通过伸缩驱动机构带动白板伸出或缩进白板箱，该装置可完成校正过程中白板的推送与收回，并且可保证在密闭的环境中储存。
本发明中尤其对升降驱动机构进行了优化，根据装置使用场景的特点，要求传动部分简单可靠，又要相对运行平稳精确。
本发明装置采用牵引索提升可以满足上述要求，另外维护安装方便。
作为优选，所述支架包括两根立柱以及连接在两根立柱之间的横梁，所述升降电机以及提升轮均安装在横梁上。
采用门形支架，结构简单，维护方便，便于安置附属部件。
为了引导升降平台稳定运行，作为优选所述两根立柱兼做导轨，所述升降平台的侧边与导轨滑动配合。
导轨可与立柱一体结构，选用合适截面形状的立柱即可，导轨也可以是固定在立柱的额外部件，通过螺栓或焊接等方式固定。
为了绕置和限定牵引索，并且便于安装提升轮，作为优选，所述横梁的顶面设有一对基座，这对基座上贯穿安装有转动辊，该转动辊一端与所述升降电机的主轴对接，所述提升轮同轴固定在转动辊上。
作为进一步的优选，所述升降平台为中空结构且兼做所述的白板箱。这样可以使整体结构更加紧凑简单。
本发明装置中，所述伸缩驱动机构包括：
安装在白板箱内的伸缩电机；
转接在白板箱内且受所述伸缩电机驱动的齿轮；
滑动安装在白板箱内且与所述齿轮啮合的水平齿条，所述白板支撑件由该水平齿条兼做。
所述白板箱的内壁设有引导水平齿条的导向槽。
本发明装置通过相互啮合的齿轮齿条结构驱动白板进出，结构简单，运行可靠，而且控制精度较高。
所述白板箱的一侧开口且安装有所述箱门，在白板箱与箱门之间设有开门驱动机构。
作为一种实现方式，所述箱门为对开的两扇，在白板箱开口部位设有箱门滑轨，在白板箱内安装有开门电机，箱门上安装有定滑轮，定滑轮与电机之间通过开门拉索联动。
作为一种实现方式，所述箱门的底沿轴接在白板箱开口部位，在白板箱顶面安装有开门电机以及导向滚轮，在箱门和开门电机之间通过绕置在导向滚轮上的开门拉索联动。
为了实现自动控制，本发明装置中设有用于感知升降平台上升位置的第一传感器，所述升降电机以及开门电机受控于该第一传感器的信号。
升降平台上升预定高度后，第一传感器发送信号，升降电机停止工作，而开门电机工作打开箱门。
本发明装置中还设有用于感知升降平台下降位置的第二传感器，所述升降电机受控于该第二传感器的信号。
升降平台下降预定高度后，第二传感器发送信号，升降电机停止工作。
本发明装置中还设有用于感知箱门开启位置的第三传感器，所述开门电机以及伸缩电机受控于该第三传感器的信号。
箱门开启到预定位置后触发第三传感器，第三传感器发送信号，开门电机停止工作，而伸缩电机工作伸出白板。
本发明装置中还设有用于感知箱门关闭位置的第四传感器，所述开门电机受控于该第四传感器的信号。
箱门关闭到预定位置后触发第四传感器，第四传感器发送信号，开门电机停止工作。
本发明装置中还设有用于感知白板伸出位置的第五传感器，所述伸缩电机受控于该第五传感器的信号。
白板伸出到预定位置后触发第五传感器，第五传感器发送信号，伸缩电机停止工作。
本发明装置中还设有用于感知白板复原位置的第六传感器，所述伸缩电机以及开门电机受控于该第六传感器的信号。
白板缩回白板箱到预定位置后触发第六传感器，第六传感器发送信号，伸缩电机停止工作，开门电机工作关闭箱门。
本发明装置可完成校正过程中白板的自动推送与收回，并且可保证在密闭的环境中储存，为后期实验过程中所采集信息的精准性提供了更加可靠的保证。
与现有的自动存取研究平台相比，本发明的优点如下：
(1)本发明装置实现了升降平台的自由升降，可保证光源在不同高度进行快速定位，完成白板在不同高度时的准确推送与收取。
(2)本发明装置还可以实现伸缩门的自动打开与闭合，保证白板推送时自动打开，收回结束后自动闭合，真正完成了储存环境的封闭性，对白板的清洁性是最根本的保障。
(3)本发明装置通过齿轮齿条结构可实现白板的自动推送，方便快捷高效。
附图说明
图1为本发明装置的结构示意图；
图2为本发明装置中白板箱内部结构示意图。
具体实施方式
参见图1，图2，本实施例一种光谱成像系统校正过程中自动存取白板的装置，包括支撑平台300，支撑平台300上设有302两根立柱以及连接在两根立柱302之间的横梁303，横梁303上设有升降电机307。
横梁303的顶面设有一对基座，这对基座上贯穿安装有转动辊306，该转动辊306一端与升降电机307的主轴对接，转动辊306上同轴固定有两个提升轮304。
两根立柱302兼做导轨，升降平台301滑动配合在两根立柱302上，两个提升轮304与升降平台301之间通过牵引索305连接。
升降平台301为中空结构且兼做白板箱。
白板箱的箱门600底沿轴接在白板箱开口部位，在白板箱顶面安装有开门电机601以及导向滚轮602，在箱门600和开门电机601之间通过绕置在导向滚轮602上的开门拉索603联动。
白板箱内设有伸缩电机(图中未显示)以及受伸缩电机驱动且转接在白板箱内的齿轮604，白板箱的内壁设有导向槽，导向槽内滑动安装有与齿轮604啮合的水平齿条605，该水平齿条605兼做白板支撑件用以放置白板606。
本实施例装置使用时，升降电机307通过转动辊306、提升轮304以及牵引索305的传动牵引升降平台301上升，上升到预定高度后，箱门开放。伸缩电机驱动齿轮604带动水平齿条605运动将白板606送出。
为了实现自动控制，本发明装置中设有：
用于感知升降平台上升位置的第一传感器，升降平台上升预定高度后，第一传感器发送信号，升降电机停止工作，而开门电机工作打开箱门。
用于感知升降平台下降位置的第二传感器，升降平台下降预定高度后，第二传感器发送信号，升降电机停止工作。
用于感知箱门开启位置的第三传感器，箱门开启到预定位置后触发第三传感器，第三传感器发送信号，开门电机停止工作，而伸缩电机工作伸出白板。
用于感知箱门关闭位置的第四传感器，箱门关闭到预定位置后触发第四传感器，第四传感器发送信号，开门电机停止工作。
用于感知白板伸出位置的第五传感器，白板伸出到预定位置后触发第五传感器，第五传感器发送信号，伸缩电机停止工作。
用于感知白板复原位置的第六传感器，白板缩回白板箱到预定位置后触发第六传感器，第六传感器发送信号，伸缩电机停止工作，开门电机工作关闭箱门。
通过上述各传感器控制对应的电机实现自动控制，而各用电器件的驱动电路可以采用现有技术。
Claims (10)
1.一种光谱成像系统校正过程中自动存取白板的装置，其特征在于：包括：
支撑平台；
升降平台，处在所述支撑平台的上方；
升降驱动机构，安装在支撑平台上以驱动所述升降平台上下运动；
白板箱，设置在所述升降平台上且带有箱门；
白板支撑件，位于所述白板箱内用于固定白板；
伸缩驱动机构，安装在所述白板箱内用于带动白板支撑件进出箱门；
所述升降驱动机构包括：
通过支架设置支撑平台上方的升降电机；
转动安装在所述支架上与所述升降电机联动的提升轮；
绕置在提升轮上且与升降平台连接的牵引索。
2.如权利要求1所述的光谱成像系统校正过程中自动存取白板的装置，其特征在于：所述支架包括两根立柱以及连接在两根立柱之间的横梁，所述升降电机以及提升轮均安装在横梁上。
3.如权利要求2所述的光谱成像系统校正过程中自动存取白板的装置，其特征在于：所述两根立柱兼做导轨，所述升降平台的侧边与导轨滑动配合。
4.如权利要求3所述的光谱成像系统校正过程中自动存取白板的装置，其特征在于：所述横梁的顶面设有一对基座，这对基座上贯穿安装有转动辊，该转动辊一端与所述升降电机的主轴对接，所述提升轮同轴固定在转动辊上。
5.如权利要求1所述的光谱成像系统校正过程中自动存取白板的装置，其特征在于：所述升降平台为中空结构且兼做所述的白板箱。
6.如权利要求1所述的光谱成像系统校正过程中自动存取白板的装置，其特征在于：所述伸缩驱动机构包括：
安装在白板箱内的伸缩电机；
转接在白板箱内且受所述伸缩电机驱动的齿轮；
滑动安装在白板箱内且与所述齿轮啮合的水平齿条，所述白板支撑件由该水平齿条兼做。
7.如权利要求6所述的光谱成像系统校正过程中自动存取白板的装置，其特征在于：所述白板箱的内壁设有引导水平齿条的导向槽。
8.如权利要求1所述的光谱成像系统校正过程中自动存取白板的装置，其特征在于：所述箱门为对开的两扇，在白板箱开口部位设有箱门滑轨，在白板箱内安装有开门电机，箱门上安装有定滑轮，定滑轮与电机之间通过开门拉索联动。
9.如权利要求1所述的光谱成像系统校正过程中自动存取白板的装置，其特征在于：所述箱门的底沿轴接在白板箱开口部位，在白板箱顶面安装有开门电机以及导向滚轮，在箱门和开门电机之间通过绕置在导向滚轮上的开门拉索联动。
10.如权利要求1所述的光谱成像系统校正过程中自动存取白板的装置，其特征在于：
设有用于感知升降平台上升位置的第一传感器，所述升降电机以及开门电机受控于该第一传感器的信号；
设有用于感知升降平台下降位置的第二传感器，所述升降电机受控于该第二传感器的信号；
设有用于感知箱门开启位置的第三传感器，所述开门电机以及伸缩电机受控于该第三传感器的信号；
设有用于感知箱门关闭位置的第四传感器，所述开门电机受控于该第四传感器的信号。
设有用于感知白板伸出位置的第五传感器，所述伸缩电机受控于该第五传感器的信号；
设有用于感知白板复原位置的第六传感器，所述伸缩电机以及开门电机受控于该第六传感器的信号。
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