CN203687879U - 一种作物冠层监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及作物监测技术领域，公开了一种作物冠层监测装置。该作物冠层监测装置包括：支架、第一旋转轴、第二旋转轴、第一传感器组、第二传感器组、供电箱和网桥；所述供电箱和所述网桥安装在所述支架上，所述第一旋转轴、所述第二旋转轴的一端均可水平旋转地安装在所述支架的同一侧，另一端分别对应的设有第一横臂和第二横臂，所述第一横臂的上侧朝上安装有光照传感器，所述第一横臂的下侧分别设有第一相机、红外测距传感器和所述第一传感器组，所述第二横臂的上侧分别设有第二相机和所述第二传感器组。本实用新型所提供的作物冠层监测装置能够实现远程连续动态监测玉米冠层结构参数的变化，同一时间节点获取多组传感器的信息精度更高。

Description

一种作物冠层监测装置

技术领域

本实用新型涉及作物监测技术领域，尤其涉及一种作物冠层监测装置。

背景技术

为了制定高产高效的作物栽培措施，需要及时、快速、准确的获取作物冠层结构参数，分析参考作物冠层结构参数对作物的栽培措施进行指导，目前传统方法大多依靠人工测量的方式，人工测量使得参数精度不高且存在人为误差。

随着科技的进步，已有一些专门的作物冠层结构分析设备与装置在实践中应用，这些设备测量指数的种类较为单一，例如型号为LAI2000的冠层分析仪只能测量冠层的叶面积指数，而且作物生长是一个连续动态过程，现有设备和装置很难实现作物冠层结构的连续监测，既不能满足参数的精细定量化分析，也不能描述作物冠层生长变化的过程。

因此针对以上不足，需要提供一种作物冠层监测装置。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是现阶段农业生产中冠层检测装置测量指数的种类单一，且不能实现作物冠层生长连续变化过程的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种作物冠层监测装置，包括：支架、第一旋转轴、第二旋转轴、第一传感器组、第二传感器组、供电箱和网桥；所述供电箱和所述网桥安装在所述支架上，所述第一旋转轴、所述第二旋转轴的一端均可水平旋转地安装在所述支架的同一侧，另一端分别对应的设有第一横臂和第二横臂，所述第一横臂的上侧朝上安装有光照传感器，所述第一横臂的下侧分别设有第一相机、红外测距传感器和所述第一传感器组，所述第二横臂的上侧分别设有第二相机和所述第二传感器组。

其中，所述网桥输出端与计算机连接，所述网桥输入端分别与所述第一传感器组、所述第二传感器组、所述第一相机和所述第二相机连接。

其中，所述供电箱外接交流电源，所述供电箱中设有电机和运动控制卡，运动控制卡输出端与所述电机输入端所述连接。

其中，所述网桥的输出端与所述运动控制卡输入端连接。

其中，所述电机的输出端分别与所述第一旋转轴和所述第二旋转轴连接。

其中，所述第一传感器组包括：温度传感器、湿度传感器和朝下安装的光照传感器。

其中，所述第二传感器组包括：气体浓度传感器、温度传感器、湿度传感器和朝上安装的光照传感器。

其中，所述供电箱中还设有避雷器。

本实用新型的上述技术方案具有如下优点：本实用新型所提供的作物冠层监测装置能够实现远程连续动态监测玉米冠层结构参数的变化，同一时间节点获取的多组传感器的信息能够使冠层结构参数更具有系统性，多组数据相互参照校正使得株高、株距、行距、植株方位平面、叶片方位角、叶面积指数、平均叶倾角、覆盖度、郁闭度等参数的精度更高。

附图说明

图1是本实用新型实施例作物冠层监测装置的结构示意图。

图中：1:支架；2：供电箱；3：第一横臂；4：网桥；5：第二横臂；6：光照传感器；7：第一环境传感器；8：双目相机；9：红外测距传感器；10：鱼眼相机；11：第二环境传感器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

如图1所示，本实用新型实施例提供的作物冠层监测装置，支架1为空心钢管，第一横臂位于支架1顶端用于固定顶端传感器组，第二横臂安装在竖杆底部距离基座50cm处，用于固定底端传感器组。

用于支撑固定两组传感器组，供电箱2和网桥4，第一旋转轴3和第二旋转轴5的一端都可水平旋转地安装在所述支架1的同一侧，另一端分别对应的设有第一横臂和第二横臂，第一横臂的上侧朝上安装有光照传感器6，用于测定总光照辐射，第一横臂的下侧分别设有第一相机8、红外测距传感器9和第一传感器组7，第一相机8为双目相机，第二横臂的上侧分别设有第二相机10和第二传感器组11，第二相机10为鱼目相机。

网桥4为无线网桥，网桥4的输出端与计算机连接，接收计算机发送的采集和运动控制命令，网桥4输入端分别与第一传感器组7、第二传感器组11、第一相机8和第二相机10连接，第一传感器组7包括：温度传感器、湿度传感器和朝下安装的光照传感器6，用于测量散射辐射，第二传感器组11包括：气体浓度传感器、温度传感器、湿度传感器和朝上安装的光照传感器，网桥4将采集的图像、环境、位置等原始信息通过无线方式发送到计算机，计算机安装有相应的图像处理软件能够对图像分析处理，提取叶面积指数、平均叶倾角、郁闭度等冠层结构指标。

所述供电箱2外接交流电源，供电箱2外接220V交流电源提供第一旋转轴3和第二旋转轴5的水平转动，所述供电箱2中设有电机、过载保护器、避雷器和运动控制卡，网桥4的输出端与所述运动控制卡输入端连接，电机输入端与运动控制卡输出端连接，电机的输出端分别与第一旋转轴3和第二旋转轴5连接。

第一旋转轴3和第二旋转轴5与行星减速器连接，计算机发送的运动控制信号至网桥4，网桥4再通过运动控制卡转变为脉冲信号控制电机从而改变第一旋转轴3和第二旋转轴5的转动。

本实用新型提供的作物冠层监测装置，使用时，第一传感器组7和红外测距传感器9首先感知玉米冠层距离第一传感器组7的位置，第一相机8根据这一位置信息调节镜头焦距，第一相机8根据总光照辐射量调节光圈大小，使得图像明暗适度且景深较大，第一相机8拍摄玉米冠层立体图像后，经由网桥4传输到计算机，计算机安装有相应的图像处理软件，能够对冠层图像进行分析处理，提取株距、行距、植株方位平面、叶片方位角、覆盖度等信息，还可以生成玉米冠层三维点云数据，用以恢复玉米冠层三维形态提取株高等参数。

综上所述，本实用新型所提供的作物冠层监测装置能够实现远程连续动态监测玉米冠层结构参数的变化，同一时间节点获取的多组传感器的信息能够使冠层结构参数更具有系统性，多组数据相互参照校正使得株高、株距、行距、植株方位平面、叶片方位角、叶面积指数、平均叶倾角、覆盖度、郁闭度等参数的精度更高。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种作物冠层监测装置，其特征在于，包括：支架（1）、第一旋转轴（3）、第二旋转轴（5）、第一传感器组（7）、第二传感器组（11）、供电箱（2）和网桥（4）；所述供电箱（2）和所述网桥（4）安装在所述支架（1）上，所述第一旋转轴（3）、所述第二旋转轴（5）的一端均可水平旋转地安装在所述支架（1）的同一侧，另一端分别对应的设有第一横臂和第二横臂，所述第一横臂的上侧朝上安装有光照传感器（6），所述第一横臂的下侧分别设有第一相机（8）、红外测距传感器（9）和所述第一传感器组（7），所述第二横臂的上侧分别设有第二相机（10）和所述第二传感器组（11）。 

2.根据权利要求1所述的作物冠层监测装置，其特征在于：所述网桥（4）输出端与计算机连接，所述网桥（4）输入端分别与所述第一传感器组（7）、所述第二传感器组（11）、所述第一相机（8）和所述第二相机（10）连接。 

3.根据权利要求1所述的作物冠层监测装置，其特征在于：所述供电箱（2）外接交流电源，所述供电箱（2）中设有电机和运动控制卡，所述运动控制卡输出端与所述电机输入端连接。 

4.根据权利要求3所述的作物冠层监测装置，其特征在于：所述网桥（4）的输出端与所述运动控制卡输入端连接。 

5.根据权利要求3所述的作物冠层监测装置，其特征在于：所述电机的输出端分别与所述第一旋转轴（3）和所述第二旋转轴（5）连接。 

6.根据权利要求1所述的作物冠层监测装置，其特征在于：所述第一传感器组（7）包括：温度传感器、湿度传感器和朝下安装的光照传感器。 

7.根据权利要求1所述的作物冠层监测装置，其特征在于：所述第二传感器组（11）包括：气体浓度传感器、温度传感器、湿度传感 器和朝上安装的光照传感器。 

8.根据权利要求1所述的作物冠层监测装置，其特征在于：所述供电箱（2）中还设有避雷器。 

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