[發明專利]觀測裝置及方法

有效

• 申請號: 201110178750.4
• 申請日: 2011-06-29
• 公開（公告）號: CN102252707A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發明（設計）人: 黃文江;張東彥;王之杰;王秀;王紀華;孫剛;楊貴軍;馬偉;宋曉宇;馬智宏;陳紅
• 申請（專利權）人: 北京農業信息技術研究中心
• 主分類號: G01D11/30
• 分類號: G01D11/30
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

技術領域

本發明涉及精準農業研究領域，具體涉及一種面向服務于農業精準管理的作物信息快速獲取的多傳感器、多用途、多角度觀測裝置及方法。

背景技術

快速、無損獲取農田作物生長信息是現代化數字農業發展的必然趨勢，近地多角度、多方位立體觀測信息獲取是遙感發展的重要方向之一。為了更好地獲取地物三維層面的遙感信息，及時到位地制定田間生產管理措施，有必要對作物不同生育期的氮素垂直分布機理進行研究；為了搞清楚不同病蟲害在作物結構層次上的傳播趨勢及影響，有必要展開結構層次上的觀測研究；為了對經濟作物噴藥后的藥效效果進行評價，有必要開展立體維上的多層次觀測研究；為了更好地研究地物輻射方向性的定量模型，有必要獲取從可見光到熱紅外的多方位、多角度遙感觀測數據。經調研發現，國內外田間觀測專用地各種遙感輻射測量儀器不斷在更新換代，可是面向精準農業實用的多傳感器、多用途、多角度遙感觀測裝置還未見報道。

目前，有代表性的多角度測量裝置都僅限于衛星應用，如美國JPL的PARABOLA便攜式地表及大氣各向異性測量裝置(Deering，1986，Remote?Sensing?of?Environment；Abdou，2000，Journal?of?Geophysical?Research)，該設備在各個角度所測量的目標位置是變化的，不能保證目標地物的均勻。美國Nebraska大學(1992)發明了適合野外的大型機械手Hercules和Goliath，進行地表發射輻射和熱輻射的全方位多角度自動測定，但是該設備結構復雜，投資昂貴。瑞士蘇黎世大學遙感實驗室的FIGOS(Sandmeier，1999，IEEE)。該裝置采取方位圓形軌道和天頂弧架構，能在短時間內進行自動觀測。但是該儀器容易受天頂弧的陰影影響，測量高度唯一。中國科學院地理科學與資源研究所(2004)發明了一種全方位多角度地面測定平臺，雖然可以實現全方位多角度的測量，但是觀測架本身的陰影嚴重影響了觀測數據質量，僅局限于遙感觀測領域，且無法搭載多種儀器同時觀測。北京師范大學(2009)提出了一種便攜式手動多角度觀測架，解決了遙感觀測中高度唯一、便攜性差、陰影干擾大的問題，但是同樣存在觀測平臺載重低，無法搭載成像高光譜儀。北京農業智能裝備技術研究中心(2009)提出了移動多角度觀測平臺，實現了全方位、多角度對同一熱點進行觀測，且傳感器距熱點的位置可調，但是因其角度變動操作時間較長，觀測臂高度不可調節，不同觀測角度時觀測目標發生變化，在精準農業應用上有一定局限性。

因此，精準農業研究領域有必要開發一種多傳感器、多角度同時工作的多用途觀測平臺。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是：如何提供一種面向作物信息快速獲取的多傳感器、多角度、多用途觀測裝置及方法，以克服現有裝置機動性差、操作周期長、無法搭載成像光譜儀等多種傳感器、觀測目標不一致、架子陰影影響嚴重的缺點。

(二)技術方案

為解決上述技術問題，本發明提供了一種觀測裝置，包括：

可移動裝置；

高度可調的觀測架，固定于所述可移動裝置上，所述可移動裝置上與所述觀測架相對的一側放置有蓄電池；

所述觀測架包括支撐架以及方位角和天頂角可調的弧形軌道；

所述弧形軌道包括儀器平臺，所述儀器平臺上搭載有多個不同的傳感器(成像光譜儀、高清相機、GPS儀等儀器)；

所述觀測架上安裝有液壓千斤頂，由液壓千斤頂實現高度精確調整。

優選地，所述儀器平臺包括步進式電機和面板。

優選地，所述觀測架還包括與所述支撐架垂直的橫梁，以及位于所述橫梁與支撐架之間的斜撐。

優選地，所述觀測架還包括安裝于所述橫梁一端的渦輪式電機。

優選地，所述渦輪式電機上具有卡槽。

優選地，所述面板由五塊鉆孔的鋁合金板以螺絲固定而成，所述多個傳感器同時搭載于所述面板上。

優選地，分別與所述渦輪式電機和步進式電機連接的電腦。

本發明還提供了一種使用所述裝置進行數據采集的方法，包括以下步驟：

S1、可移動裝置將所述裝置移動到待測目標區域；

S2、根據測量要求，將橫梁調整到合適長度，保證足夠的成像范圍；

S3、根據測量要求，使液壓千斤頂將支撐架調整到合適高度；

S4、根據測量要求，在儀器平臺上搭載不同用途的多個傳感器；

S5、蓄電池供電，接通電腦、渦輪式電機和步進式電機；

S6、渦輪式電機調整弧形軌道到合適的觀測位置；