[發明專利]一種群體作物根系的垂直分布監測裝置

有效

• 申請號: 201710979431.0
• 申請日: 2017-10-19
• 公開（公告）號: CN107782728B
• 公開（公告）日: 2019-10-29
• 發明（設計）人: 程強;馬一涵;于洲;于淞;陳浩男
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84;G01N21/01
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

1.一種群體作物根系的垂直分布監測裝置，其特征在于，包括：第一步進電機、第二步進電機、第三步進電機、視覺傳感器、控制板和至少一個透明管；

所述第一步進電機、第二步進電機和第三步進電機分別為空間上x、y和z軸設置,用于實現對所述視覺傳感器的移動控制；

所述視覺傳感器，通過導線與所述第三步進電機連接，用于采集地面圖像以供控制板判斷透明管位置，并在透明管中采集所述群體作物根系的地下根區圖像；

所述控制板，用于根據所述視覺傳感器采集的地面圖像獲取透明管的位置，并根據所述透明管的位置向所述第一步進電機、第二步進電機和第三步進電機發送指令，以使所述第一步進電機、第二步進電機和第三步進電機分別進行移動，將所述視覺傳感器送入所述透明管；

所述透明管，設置于群體作物種植區域的地下，多個不同的透明管依不同植株的位置而分散設置；

所述視覺傳感器由攝像頭和補光設備組成；所述攝像頭能夠旋轉并至少具有平行地面的視角和垂直地面的視角；所述補光設備用于在所述視覺傳感器采集圖像時進行補光。

2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括：第一主支架、第二主支架、第一軌道支架、第二軌道支架、固定支架和纏線輪；

所述第一軌道支架的兩端分別通過第一主支架和第二主支架固定；所述第二軌道支架的一端與所述第一軌道支架垂直連接；

所述第一步進電機的兩端分別通過第一主支架和第二主支架固定；所述第二步進電機與所述第二軌道支架平行且通過所述第二軌道支架進行固定；所述第三步進電機通過所述固定支架固定在所述第二軌道支架上，并與所述纏線輪相連接；

所述視覺傳感器通過所述纏線輪上的導線與所述第三步進電機相連接。

3.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，還包括第一副支架、第二副支架和和第三軌道支架；

所述第三軌道支架的兩端分別通過所述第一副支架和第二副支架固定；所述第二軌道支架的另一端通過所述第三軌道支架進行固定。

4.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述控制板包括圖像處理模塊、反饋模塊和步進電機驅動模塊；

所述反饋模塊，用于將所述視覺傳感器采集到的地面圖像反饋到所述圖像處理模塊以進行進一步處理；

所述圖像處理模塊，用于將視覺傳感器采集到的圖像進行相應的處理，確定一個當前透明管的相對位置；

所述步進電機驅動模塊，與所述第一步進電機、第二步進電機和第三步進電機電連接，用于根據所述當前透明管的相對位置驅動所述第一步進電機、第二步進電機和第三步進電機進行運動，以將所述視覺傳感器送入當前透明管。

5.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述控制板還包括存儲模塊；所述存儲模塊，用于存儲所述控制板接收的所述視覺傳感器采集的地下根區圖像。

6.根據權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述控制板，還用于設置監測周期，使所述裝置按照所述監測周期進行管口位置的檢測、地下根區圖像的采集和監測，以達到全程自動檢測的目的。

7.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述透明管垂直設置于地表以下，所述透明管的管口處高出地表且距離地表面10-20cm。