CN111412846A - 一种草本植物定位以及高度和盖度数据采集用设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种草本植物定位以及高度和盖度数据采集用设备，包括座板和样方框架，所述样方框架的两个相互垂直的外边上分别设置有激光定位灯组，所述座板上固定设置有L型支架，所述L型支架在样方框架上方区域的一端端部固定设置有升降气缸，所述升降气缸的伸缩轴底端固定设置有第一调整架，所述第一调整架的底面连接有第二调整架，所述第一调整架与第二调整架相互垂直设置，所述第二调整架的底面设置有影像采集头，所述座板上还固定设置有计算机控制机构，所述激光灯和采集头分别与所述计算机控制机构之间信号连接，解决了现有的样方框功能单一，对植物的高度测量较为麻烦，盖度也不方便测量和计算的问题。

Description

一种草本植物定位以及高度和盖度数据采集用设备

技术领域

本发明属于草本植物数据采集设备技术领域，具体涉及一种草本植物定位以及高度和盖度数据采集用设备。

背景技术

草本植物生长过程中对植物的高度和盖度进行观察监测，高度是植物自身生长的高度，盖度指植物群落总体或各个体的地上部份的垂直投影面积与样方面积之比的百分数，植物盖度是反映植被的茂密程度和植物进行光合作用面积的大小。

在监测中测定的植被盖度为投影盖度，通常采用盖度框法进行测定。所用的样方框功能单一，对植物的高度测量较为麻烦，盖度也不方便测量和计算，便利性较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种草本植物定位以及高度和盖度数据采集用设备，以解决上述背景技术中提出的所用的样方框功能单一，对植物的高度测量较为麻烦，盖度也不方便测量和计算，便利性较差的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种草本植物定位以及高度和盖度数据采集用设备，包括座板和样方框架，所述座板固定在样方框架的外侧且所述座板的底面与所述样方框架的底面在同一平面上，所述样方框架的的内框面为正方形，所述样方框架的两个相互垂直的外边上分别设置有激光定位灯组，所述激光定位灯组包括九个相互之间间距相等的激光灯，在两个所述激光定位灯组的作用下将样方框架内侧的面积均匀的分隔成100个大小相同的定位区域；

所述座板上固定设置有L型支架，所述L型支架在样方框架上方区域的一端端部固定设置有升降气缸，所述升降气缸的伸缩轴底端固定设置有第一调整架，所述第一调整架的底面连接有第二调整架，所述第一调整架与第二调整架相互垂直设置，所述第二调整架的底面设置有影像采集头，所述座板上还固定设置有计算机控制机构，所述激光灯和采集头分别与所述计算机控制机构之间信号连接。

优选的，所述第一调整架与所述第二调整架的结构设置为相同，所述第一调整架包括条形架、丝杆、步进电机、滑块和连接块，所述条形架的顶面中心与所述升降气缸的伸缩轴底端固定连接，所述条形架的内部通过轴承座转动连接有丝杆，所述条形架的外侧固定设置有步进电机，所述步进电机的输出轴与所述丝杆的一端固定连接，所述丝杆的外侧螺纹连接有滑块，所述滑块的底端固定有连接块，所述条形架的底端中间处开设有连通孔，所述连接块滑动连接在连通孔内，所述第二调整架的顶面中心处固定在所述第一调整架的连接块的底端，所述第二调整架的连接块的底端固定有影像采集头。

优选的，其特征在于，所述第一调整架与所述第二调整架的步进电机的控制端分别与所述计算机控制机构之间信号连接，通过计算机控制机构控制第一调整架第二调整架的步进电机的运动，完成底端影像采集头的位置调整。

优选的，其特征在于，所述条形架的内部还固定设置有与丝杆之间平行设置的限位杆，所述滑块滑动连接在所述限位杆的外侧。

优选的，其特征在于，所述丝杆的轴心线与条形架的轴心线相互平行。

优选的，所述影像采集头具体为带有距离传感器的高清摄像头，且所述距离传感器与高清摄像头分别与所述计算机控制机构之间信号连接，距离传感器用于收集影像采集头与底面的样方框架面的距离，高清摄像头用于采集样方框架内部的草本植物图像。

优选的，所述计算机控制机构具体为带有图像灰度处理模块与图像面积计算模块的智能计算机。

优选的，所述座板上还固定安装有两个把手。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明通过在样方框架内部设置有两个用于样方框架内部面积分隔定位用的激光定位灯组，两个激光定位灯组分别设置有九个通过计算机控制的激光灯，激光定位灯组协同作用将样方框架内部的面积分隔成100个定位区域，即可通过定位区域内部的草本植物进行位置的确定，便于样方框架内部不同位置的草本植物的定位使用。

2、本发明通过在座板上利用L型支架连接有两个调整架，两个调整架的下面设置有影像采集头，影像采集头能通过两个调整架带动下在样方框架上进行位置的调整，即可通过影响采集头的高清摄像头完成样方框架内部植物生长影像的采集，然后通过计算机进行计算即可完成植物生长盖度的监测，同时能控制影像采集头定向区域的监测，便捷实用。

附图说明

图1是本发明整体结构俯视图；

图2是本发明整体结构侧视图；

图3是本发明第一调整架内部结构示意图。

附图标记说明：

1-座板；11-把手；2-样方框架；3-激光灯；4-L型支架；5-升降气缸；6-第一调整架；61-条形架；62-丝杆；63-步进电机；64-滑块；65-限位杆；66-连通孔；67-连接块；7-第二调整架；8-影像采集头；9-计算机控制机构。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-3所示，本发明提供一种技术方案：一种草本植物定位以及高度和盖度数据采集用设备，包括座板1和样方框架2，所述座板1固定在样方框架2的外侧且所述座板1的底面与所述样方框架2的底面在同一平面上，所述样方框架2的的内框面为正方形，所述样方框架2的两个相互垂直的外边上分别设置有激光定位灯组，所述激光定位灯组包括九个相互之间间距相等的激光灯3，在两个所述激光定位灯组的作用下将样方框架2内侧的面积均匀的分隔成100个大小相同的定位区域；

所述座板1上固定设置有L型支架4，所述L型支架4在样方框架2上方区域的一端端部固定设置有升降气缸5，所述升降气缸5的伸缩轴底端固定设置有第一调整架6，所述第一调整架6的底面连接有第二调整架7，所述第一调整架6与第二调整架7相互垂直设置，

所述第一调整架6与所述第二调整架7的结构设置为相同，所述第一调整架6包括条形架61、丝杆62、步进电机63、滑块64和连接块67，所述条形架61的顶面中心与所述升降气缸5的伸缩轴底端固定连接，所述条形架61的内部通过轴承座转动连接有丝杆62，所述条形架61的外侧固定设置有步进电机63，所述步进电机63的输出轴与所述丝杆62的一端固定连接，所述丝杆62的外侧螺纹连接有滑块64，所述滑块64的底端固定有连接块67，所述条形架61的底端中间处开设有连通孔66，所述连接块67滑动连接在连通孔66内，所述第二调整架7的顶面中心处固定在所述第一调整架6的连接块67的底端，所述第一调整架6与所述第二调整架7的步进电机63的控制端分别与所述计算机控制机构9之间信号连接，通过计算机控制机构9控制第一调整架6第二调整架7的步进电机63的运动，完成底端影像采集头8的位置调整。

所述第二调整架7的连接块67的底端固定有影像采集头8，所述影像采集头8具体为带有距离传感器的高清摄像头，所述座板1上还固定设置有计算机控制机构9，所述激光灯3和采集头8分别与所述计算机控制机构9之间信号连接，距离传感器用于收集影像采集头8与底面的样方框架2面的距离，高清摄像头用于采集样方框架2内部的草本植物图像，所述计算机控制机构9具体为带有图像灰度处理模块与图像面积计算模块的智能计算机，图像灰度处理模块用于对通过影像采集头8采集到的植物覆盖图像进行覆盖面的灰度处理，然后通过图像面积计算模块对植物覆盖的灰度面积进行计算，再通过与样方框架2内面积的比值即可算成植物生长盖度的计算。

测量植物的高度时，先通过升级气缸5带动影像采集头8下降，当影响采集头8的底端与需要测量高度的植物顶端接触时，利用距离传感器测量影响采集头8底端与地面之间的距离，测量距离的大小即为置物的高度，其中图像灰度处理模块与图像面积计算模块是现有的计算机内部的应用模块，为现有技术，其具体的工作原理这里不再赘述。

为了便于影像采集头8在样方框架上方的移动调整，所述条形架61的内部还固定设置有与丝杆62之间平行设置的限位杆65，所述滑块64滑动连接在所述限位杆65的外侧，所述丝杆62的轴心线与条形架61的轴心线相互平行。

为了便于使用，所述座板2上还固定安装有两个把手11。

综上，使用时，将样方框架2通过把手11移动至需要观测的草本植物生长区域，需要对不同位置的植物定位时，通过计算机控制机构9开启两个激光定位灯组的激光灯3，在激光灯3的作用下完成样方框架2内部定位区域的划分，然后通过定位区域完成样方框架2内部的植物的定位；

需要计算植物生长的盖度和高度时，通过图像面积计算模块对植物覆盖的灰度面积进行计算，再通过与样方框架2内面积的比值即可算成植物生长盖度的计算，植物的高度能通过升级气缸5带动影像采集头8下降，在距离传感器的作用下进行竖向高度的测量；

同时，利用第一调整架6和第二调整架7能带动影像采集头8在样方框架2上方定向的调整，完成各个不同定位区域内植物生长信息的采集，便于精准的掌握植物的生长信息，便捷实用。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种草本植物定位以及高度和盖度数据采集用设备，包括座板(1)和样方框架(2)，其特征在于：所述座板(1)固定在样方框架(2)的外侧且所述座板(1)的底面与所述样方框架(2)的底面在同一平面上，所述样方框架(2)的的内框面为正方形，所述样方框架(2)的两个相互垂直的外边上分别设置有激光定位灯组，所述激光定位灯组包括九个相互之间间距相等的激光灯(3)，在两个所述激光定位灯组的作用下将样方框架(2)内侧的面积均匀的分隔成100个大小相同的定位区域；

所述座板(1)上固定设置有L型支架(4)，所述L型支架(4)在样方框架(2)上方区域的一端端部固定设置有升降气缸(5)，所述升降气缸(5)的伸缩轴底端固定设置有第一调整架(6)，所述第一调整架(6)的底面连接有第二调整架(7)，所述第一调整架(6)与第二调整架(7)相互垂直设置，所述第二调整架(7)的底面设置有影像采集头(8)，所述座板(1)上还固定设置有计算机控制机构(9)，所述激光灯(3)和采集头(8)分别与所述计算机控制机构(9)之间信号连接。

2.根据权利要求1所述的一种草本植物定位以及高度和盖度数据采集用设备，其特征在于，所述第一调整架(6)与所述第二调整架(7)的结构设置为相同，所述第一调整架(6)包括条形架(61)、丝杆(62)、步进电机(63)、滑块(64)和连接块(67)，所述条形架(61)的顶面中心与所述升降气缸(5)的伸缩轴底端固定连接，所述条形架(61)的内部通过轴承座转动连接有丝杆(62)，所述条形架(61)的外侧固定设置有步进电机(63)，所述步进电机(63)的输出轴与所述丝杆(62)的一端固定连接，所述丝杆(62)的外侧螺纹连接有滑块(64)，所述滑块(64)的底端固定有连接块(67)，所述条形架(61)的底端中间处开设有连通孔(66)，所述连接块(67)滑动连接在连通孔(66)内，所述第二调整架(7)的顶面中心处固定在所述第一调整架(6)的连接块(67)的底端，所述第二调整架(7)的连接块(67)的底端固定有影像采集头(8)。

3.根据权利要求2所述的一种草本植物定位以及高度和盖度数据采集用设备，其特征在于，所述第一调整架(6)与所述第二调整架(7)的步进电机(63)的控制端分别与所述计算机控制机构(9)之间信号连接，通过计算机控制机构(9)控制第一调整架(6)第二调整架(7)的步进电机(63)的运动，完成底端影像采集头(8)的位置调整。

4.根据权利要求2所述的一种草本植物定位以及高度和盖度数据采集用设备，其特征在于，所述条形架(61)的内部还固定设置有与丝杆(62)之间平行设置的限位杆(65)，所述滑块(64)滑动连接在所述限位杆(65)的外侧。

5.根据权利要求2所述的一种草本植物定位以及高度和盖度数据采集用设备，其特征在于，所述丝杆(62)的轴心线与条形架(61)的轴心线相互平行。

6.根据权利要求1所述的一种草本植物定位以及高度和盖度数据采集用设备，其特征在于，所述影像采集头(8)具体为带有距离传感器的高清摄像头，且所述距离传感器与高清摄像头分别与所述计算机控制机构(9)之间信号连接，距离传感器用于收集影像采集头(8)与底面的样方框架(2)面的距离，高清摄像头用于采集样方框架(2)内部的草本植物图像。

7.根据权利要求1所述的一种草本植物定位以及高度和盖度数据采集用设备，其特征在于，所述计算机控制机构(9)具体为带有图像灰度处理模块与图像面积计算模块的智能计算机。

8.根据权利要求1所述的一种草本植物定位以及高度和盖度数据采集用设备，其特征在于，所述座板(2)上还固定安装有两个把手(11)。

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