[實用新型]一種全自動農作物株高測量裝置

有效

• 申請號: 201720367685.2
• 申請日: 2017-04-10
• 公開（公告）號: CN206627071U
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 郭新年;趙正敏;柯永斌;鄭凱;蘇軍;魯井高
• 申請（專利權）人: 淮陰工學院
• 主分類號: G01B11/06
• 分類號: G01B11/06
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本實用新型涉及農作物結構信息非接觸、自動化測量領域，尤其涉及一種全自動農作物株高測量裝置。

背景技術

通過農作物生長參數觀測，鑒定農業氣象條件對農作物生長發育和產量形成及品質的影響，為農業氣象情報、預報以及農作物的氣候評價、指導大田管理等提供依據，為高產、優質、高效、精準農業提供服務。農作物生長參數主要包括密度、葉面指數、株高、長勢等，其中株高參數是農作物生長過程中的重要參數，主要依靠人工觀測，如中國專利CN 204007409 U公開的裝置，仍是需要人工使用裝置完成測量。然而，人工觀測存在工作量大，觀測過程易受主觀因素影響等。專利CN 102175156 B給出的依賴于運動機構的自動化測量裝置，由于作物生長在風吹、日曬等作用環境中，運動機構易損壞，實用價值不高。

目前的株高自動測量技術主要包括超聲波技術和單純視覺測量技術。超聲波技術由于信號處理簡單、分辨力較強、價格低等優點廣泛用于距離測量中。然而，普通超聲波存在無法測量20cm以內距離的盲區問題，且由于波束發散大，定向精度不高，在農作物株高測量領域并未取得很好的效果。單純視覺測量技術中，有基于單目視覺計算株高信息，也有利用雙目視覺系統重構株高等信息的相關技術，但存在測量精度不高，模型復雜，計算量大，很難實際使用等缺點，所以并未得到廣泛應用。

結構光技術廣泛用于三維測量領域，主要可測量物體三維形貌。中國專利CN103438832 B公開了一種基于線結構光的三維影像測量方法，該方法通過提取線激光條中心線與被測物體邊緣交點，得出該交點的三維信息值，從而達到測量目的。中國專利CN 205720668 U公開了結構光測距裝置，給出了基于三角測量原理的三維測量裝置。然而在農作物株高測量中，需要確定株高相對于生長水平面的高度，目前的結構光測量系統在建模或標定過程未考慮該應用場景，所以不適合直接用于測量農作物株高。對農作物株高參數實現自動化觀測是實現高效、精細農業的基礎和前提，是目前亟待解決的問題。

實用新型內容

實用新型目的：為實現農作物株高自動化測量，提高測量精度，本實用新型提供一種全自動農作物株高測量裝置。

技術方案：一種全自動農作物株高測量裝置，包括攝像機、線激光器控制處理器、殼體、橫撐桿和豎撐桿，所述豎撐桿與地面垂直安裝，所述橫撐桿安裝在豎撐桿上端且與豎撐桿相互垂直，所述殼體為下表面采用透明材料封裝的長方體，所述殼體的上表面固定在橫撐桿上，攝像機與線激光器安裝在所述殼體內，所述攝像機的攝像頭朝下；殼體內還設有電機，所述電機用于控制線激光器轉動；所述攝像機、線激光器、電機分別與控制處理器信號連接。

進一步的，還包括L型支架和夾具，所述電機通過L型支架固定在殼體內的上表面，電機包括電機軸，所述夾具安裝在電機軸上，夾具夾持住線激光器，所述線激光器與重垂線方向的安裝夾角為滿足且線激光器發出的光平面不通過攝像機坐標系原點。

進一步的，所述電機可轉動的角度范圍為

進一步的，所述線激光器功率不小于30mW。

進一步的，所述攝像機、線激光器、電機分別與控制處理器之間通過連接線連接。

進一步的，所述殼體內還設有無線通訊模塊，所述攝像機、線激光器、電機分別與無線通訊模塊連接，所述控制處理器上也設有無線通訊模塊，用于與攝像機、線激光器、電機進行無線通訊。

進一步的，所述控制處理器為計算機。

進一步的，所述控制處理器包括DSP或ARM處理芯片及外圍電路的嵌入式系統。

有益效果：本實用新型提供的一種全自動農作物株高測量裝置，可以簡單方便的實現農作物株高自動化測量，結構簡單，容易安裝，高效精細，非接觸，無需人工測量株高，可自動測量并輸出農作物株高，方便快捷，而且可以避免人工測量產生的主觀因素影響。

附圖說明

圖1為全自動農作物株高測量裝置結構圖；

圖2為控制激光器轉動機構圖。

圖3是全自動農作物株高測量裝置工作流程圖。

圖1和圖2中：1-攝像機，2-激光器，3-控制處理器，4-殼體，5-連接線，6-橫撐桿，7-豎撐桿，8-電機，81-電機軸，9-L型支架，10-夾具，11-地面，12-農作物。

具體實施方式