[發(fā)明專利]土壤多光譜信息采集裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410527183.2
• 申請日: 2014-10-09
• 公開（公告）號: CN105510239A
• 公開（公告）日: 2016-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李民贊;唐存干;劉剛;楊瑋;鄭立華;張漫;張恒釗
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇金稈農(nóng)業(yè)裝備有限公司
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像采集技術(shù)，尤其涉及一種用于土壤的多光譜信息采集裝置。

背景技術(shù)

“精細(xì)農(nóng)業(yè)”是未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要方向，主要包括三個(gè)方面：一是采集田間農(nóng)作物的長勢信息，生成作物長勢分布圖；二是獲取田間農(nóng)作物生長條件的時(shí)空差異信息，例如田間地形、地貌、土壤類型、肥力和墑情等，并結(jié)合田間農(nóng)作物的長勢分布信息，通過集成農(nóng)作物生長發(fā)育模擬模型，投入、產(chǎn)出模擬模型和農(nóng)作物管理專家知識庫等建立的農(nóng)作物管理輔助決策支持系統(tǒng)，在決策者的參與下生成農(nóng)作物管理、變量作業(yè)實(shí)施處方圖；三是根據(jù)農(nóng)作物管理、變量作業(yè)實(shí)施處方圖生成控制命令，對農(nóng)業(yè)機(jī)械的變量作業(yè)進(jìn)行調(diào)整與控制，實(shí)現(xiàn)農(nóng)田作物精細(xì)農(nóng)作管理。其中，土壤信息是精細(xì)農(nóng)業(yè)技術(shù)實(shí)踐中的首要環(huán)節(jié)，特別是土壤肥力信息的獲取尤為重要，其是進(jìn)行精細(xì)農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)。

目前，用于獲取土壤多光譜信息的信息采集裝置主要包括兩大類：高光譜分辨率信息采集裝置和高空間分辨率信息采集裝置和高光譜分辨率信息采集裝置，其中，高光譜分辨率信息采集裝置是采用高光譜傳感器進(jìn)行信息的采集，高光譜傳感器雖然能較完整的測量出光譜曲線，但每次僅能測量土壤的一個(gè)點(diǎn)，效率較低，難以滿足土壤多光譜信息這種大量測量的需要。高空間分辨率信息采集裝置主要包括普通的消費(fèi)性相機(jī)和用于衛(wèi)星的航拍儀器，這類信息采集裝置可以實(shí)現(xiàn)較大的分辨率，但是，其僅能對可見光部分的波段進(jìn)行響應(yīng)，而無法對近紅外波段進(jìn)行有效測量，使得在土壤多光譜信息分析時(shí)，可靠性較差，結(jié)果不準(zhǔn)確，且采用衛(wèi)星拍攝時(shí)，成本較高，信息獲取具有較大的滯后性；對于以上兩方面的不足，美國GSI公司所推出的MS3100/4100系列產(chǎn)品提供了一種解決方法，可一次獲得紅R、綠G、藍(lán)B、近紅外NIR等4個(gè)波段中的任意3個(gè)，該產(chǎn)品雖然可以得到NIR波段的信息，但是該產(chǎn)品所采用的分光設(shè)備的成本很高，在實(shí)際應(yīng)用和推廣的過程中，將有難以預(yù)見的困難，而且最多一次只能獲得3個(gè)波段的信息，限制了一起的適用范圍；另外，美國Tetracam公司所研制了一種MCA多光譜相機(jī)，該光譜相機(jī)體積龐大，集成度低，安裝和使用上有諸多不便，且該多光譜相機(jī)接口過于單一，靈活性較差，實(shí)用性較差，成為其推廣使用的重大阻礙。

綜上，現(xiàn)有用于土壤多光譜信息采集裝置要么無法對近紅外波段的光譜信息進(jìn)行采集，導(dǎo)致信息獲取不準(zhǔn)確，要么成本高，價(jià)格昂貴，信息采集量大，信息采集滯后性大，使得現(xiàn)有信息采集裝置的實(shí)用性較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種土壤多光譜信息采集裝置，可有效克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，降低成本，提高土壤多光譜信息采集裝置的實(shí)用性。

本發(fā)明提供一種土壤多光譜信息采集裝置，包括：中央控制器，以及與所述中央控制器連接的第一采集電路和第二采集電路，其中：

所述第一采集電路包括：與所述中央控制器連接的第一傳感器驅(qū)動模塊，以及與所述第一傳感器驅(qū)動模塊連接的可見光傳感器，所述可見光傳感器用于采集紅、綠、藍(lán)三個(gè)波段的土壤光譜信息；

所述第二采集電路包括：與所述中央控制器連接的第二傳感器驅(qū)動模塊，以及與所述第二傳感器驅(qū)動模塊連接的近紅外傳感器，所述近紅外傳感器用于采集近紅外波段的土壤光譜信息；

所述中央控制器用于控制所述第一傳感器驅(qū)動模塊和第二傳感器驅(qū)動模塊，以驅(qū)動所述可見光傳感器和近紅外傳感器同步采集土壤光譜信息。

上述的土壤多光譜信息采集裝置中，所述可見光傳感器為可見光CMOS傳感器；和/或，所述近紅外傳感器為近紅外CMOS傳感器。

上述的土壤多光譜信息采集裝置還可包括：

快門按鍵輸入模塊，連接在快門按鍵和中央控制器之間，用于消除快門按鍵按下時(shí)的電平抖動，以為所述中央控制器輸入一個(gè)有效脈沖信號。

上述的土壤多光譜信息采集裝置還可包括：

SDRAM存儲模塊，與所述中央控制器連接，用于一幀土壤光譜信息采集過程中進(jìn)行信息暫存；

CF卡存儲模塊，與所述中央控制器連接，用于在一幀土壤光譜信息采集完畢后，在所述中央控制器控制下將暫存在所述SDRAM存儲模塊的一幀土壤光譜信息保存起來。

上述的土壤多光譜信息采集裝置中，所述中央控制器采用FPGA為核心的控制器。