[發明專利]一種農作物冠層高度的檢測方法及裝置

有效

• 申請號: 201611219819.2
• 申請日: 2016-12-26
• 公開（公告）號: CN106643521B
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 胡錦濤;吳蘇;王貝貝;闕艷紅;劉偉杰;黃小龍;朱東紅;李佳;王中金;李濤;張振強;劉峰磊;李飛蝶;毛博識
• 申請（專利權）人: 河南中原光電測控技術有限公司
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 韓天寶

本發明提供了一種農作物冠層高度的檢測方法及裝置，該檢測方法通過控制器控制三維旋轉云臺，進而控制激光測距儀的發射角度，使測距儀按照一定的軌跡對作物冠層自動進行掃描測量，掃描結果傳遞給數據處理中心，經過內角誤差修正、三角幾何換算、數據擬合篩選后得到作物冠層高度的最大值和平均值，進而得到農作物的冠層高度。該方法可以實現對冠層高度的遠程、自動和長期連續測量，測量精度高，安裝使用方便，成本低廉，提高了測量效率且降低了人工勞動強度，彌補了以往測量方法的不足。

技術領域

本發明屬于作物氣象自動觀測技術領域，特別涉及一種農作物冠層高度的檢測方法及裝置。

背景技術

作為一個農業大國，作物觀測是農業生產中必不可少的一環。而植株冠層高度是作物生長的重要參數，掌握作物冠層高度的變化可以實時了解作物的發育進展和長勢情況，對分析作物生長狀態，開展作物產量預測，指導農事活動，保障糧食安全具有重要意義；同時，冠層高度也是實現作物部分發育期自動判識的重要依據。

目前，我國的農作物觀測技術還相對落后，冠層高度的測量還是以人工測量為主，此方法費時費力，難以對作物進行實時連續測量，且測量數據誤差大、時效性差。隨著現代電子、通訊和計算機技術的發展，冠層高度的自動化測量也取得了不少進展，但仍有很多不足。

常見的植株高度檢測方法主要有超聲波測量和機器視覺技術，將超聲波測距傳感器安置在上方，通過垂直向下發射超聲波獲取作物冠層與傳感器之間的距離，來推算作物的高度。所以該裝置僅能對傳感器正下方的作物進行高度測量，且超聲波測距傳感器本身存在的反射、噪音、交叉等問題，造成超聲波在對植株頂部高度難以捕捉，植株間產生相互干涉，因此造成測量結果不穩定，存在較大的誤差，機器視覺技術則存在識別率第、成本高和實時性差的問題，難以在實際中應用。

公開號為CN102175156A的對比文件公開了作物自動測高裝置，該裝置利用微處理器控制伺服電機轉動，使其帶動紅外測距傳感器對作物進行自動掃描，完成冠層頂端的確定，同時超聲波測距傳感器測出傳感器當前高度，完成高度測量的工作。但該裝置結構復雜，對安裝要求高，大田環境下部件容易受損，測量效率和可靠性低。

發明內容

本發明的目的在于提供一種農作物冠層高度的檢測方法及裝置，用于解決現有技術中對農作物冠層高度的測量效率低和可靠性低的問題。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：

一種農作物冠層高度的檢測方法，包括八個方法方案：

方法方案一，步驟如下：

1)利用激光測距儀掃描農作物冠層，計算各個掃描點的位置和高度值；

2)根據所有掃描點的位置和高度值，求高度極大值組；

3)根據所述高度極大值組確定冠層高度。

方法方案二，在方法方案一的基礎上，激光測距儀通過垂直旋轉運動和水平旋轉運動的方式進行掃描。

方法方案三，在方法方案一的基礎上，通過對所有掃描點的位置和高度值初次篩選極大值點，得到第一組極大值組，再對第一組極大值組第二次篩選，得到所述高度極大值組。

方法方案四，在方法方案三的基礎上，所述冠層高度包括冠層高度最大值和冠層高度平均值，冠層高度最大值是所述高度極大值組的最大值，冠層高度平均值是所述高度極大值組的平均值。

方法方案五，在方法方案二的基礎上，所述垂直旋轉運動和水平旋轉運動的方式為：

a)設置測距儀掃描時的起始位置的垂直旋轉角度為A＝A₁，水平旋轉角度為B＝B₁，結束位置的垂直旋轉角度為A＝A_n，B＝B_n；