[實(shí)用新型]一種基于多傳感器成像光譜的自走式低空遙感裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720650301.8
• 申請(qǐng)日: 2017-06-06
• 公開（公告）號(hào): CN207074165U
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱紅艷;何勇;楊逸豪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/27
• 分類號(hào): G01N21/27;G01N21/64;G05D1/02;G01S19/41;G01S19/47
• 代理公司: 杭州天勤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司33224
• 代理人: 胡紅娟

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及作物光譜成像技術(shù)，特別涉及一種基于多傳感器成像光譜的自走式低空遙感裝置。

背景技術(shù)

遙感是通過遙感器這類對(duì)電磁波敏感的儀器，在遠(yuǎn)離目標(biāo)和非接觸目標(biāo)物體條件下探測(cè)目標(biāo)地物，獲取其反射、輻射或散射的電磁波信息(如電場(chǎng)、磁場(chǎng)、電磁波、地震波等信息)，并進(jìn)行提取、判定、加工處理、分析與應(yīng)用的一門科學(xué)和技術(shù)。將遙感技術(shù)與農(nóng)學(xué)各學(xué)科及其技術(shù)結(jié)合起來，成為為農(nóng)業(yè)發(fā)展服務(wù)的一門綜合性很強(qiáng)的技術(shù)。利用遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)農(nóng)作物種植面積、農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)信息，快速監(jiān)測(cè)和評(píng)估農(nóng)業(yè)干旱和病蟲害等災(zāi)害信息，估算全球范圍、全國(guó)和區(qū)域范圍的農(nóng)作物產(chǎn)量，為糧食供應(yīng)數(shù)量分析與預(yù)測(cè)預(yù)警提供信息。

多光譜、高光譜和葉綠熒光成像是光譜成像常用的三種技術(shù)，近年來在農(nóng)業(yè)中得到越來越多的應(yīng)用。高光譜遙感在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用，主要表現(xiàn)在快速、精確地進(jìn)行作物生長(zhǎng)信息的提取、作物長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)、作物脅迫監(jiān)測(cè)、估算植被(作物)初級(jí)生產(chǎn)力與生物量、估算光能利用率和蒸散量以及作物品質(zhì)遙感監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)。從而相應(yīng)調(diào)整投入物資的投入量，達(dá)到減少浪費(fèi)，增加產(chǎn)量，改善品質(zhì)，保護(hù)農(nóng)業(yè)資源和環(huán)境質(zhì)量的目的。葉綠素?zé)晒庾鳛楣夂献饔醚芯康奶结槪哂刑禺愋浴⒏哽`敏度的特點(diǎn)，能快速反映植物生理生態(tài)狀況，并且能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)損檢測(cè)，在遺傳育種、突變株篩選、病蟲害檢測(cè)等眾多領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。

近年來隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)用無(wú)人機(jī)搭載光譜相機(jī)的無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)有了顯著的發(fā)展。低空無(wú)人機(jī)可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)設(shè)備作業(yè)范圍小、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)難等問題，同時(shí)彌補(bǔ)了衛(wèi)星遙感的成本高、受天氣狀況影響大等問題。無(wú)人機(jī)遙感可以獲取土壤養(yǎng)分、作物長(zhǎng)勢(shì)、病蟲害監(jiān)測(cè)等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息，通過數(shù)據(jù)解析，進(jìn)行變量施肥、科學(xué)施藥、預(yù)測(cè)病蟲害、預(yù)測(cè)作物產(chǎn)量等。現(xiàn)階段，無(wú)人機(jī)的載重量有限，無(wú)法搭載多種相機(jī)，同時(shí)飛行穩(wěn)定性的還需提高，有安全隱患。電池能源供給和高效利用也是無(wú)人機(jī)應(yīng)用過程中亟待科研的重要環(huán)節(jié)。

為了彌補(bǔ)原有技術(shù)手段的不足，該基于多傳感器成像光譜的自走式低空遙感裝置和方法，通過配有GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的自主行走車體解決了無(wú)人機(jī)穩(wěn)定性差和續(xù)航時(shí)間短的問題，同時(shí)搭載多自由度伸縮旋轉(zhuǎn)裝置可平移、升降、旋轉(zhuǎn)，適應(yīng)多種檢測(cè)需求。利用相機(jī)搭載平臺(tái)搭載多種光譜成像相機(jī)和葉綠熒光成像系統(tǒng)，可以獲得多層面的信息數(shù)據(jù)。該裝置和檢測(cè)方法可以穩(wěn)定、實(shí)時(shí)、大范圍和全面地監(jiān)測(cè)農(nóng)情信息，對(duì)于指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重大意義。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型公開了一種基于多傳感器成像光譜的自走式低空遙感裝置，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)情信息的全自動(dòng)全方位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)于指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重大意義。本裝置解決了傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)設(shè)備作業(yè)范圍小、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)難等問題，同時(shí)彌補(bǔ)了無(wú)人機(jī)遙感穩(wěn)定性差，續(xù)航時(shí)間短和載重小的問題。具有自動(dòng)化程度高、監(jiān)測(cè)范圍廣、獲取數(shù)據(jù)全面、安全性強(qiáng)等特點(diǎn)。具體技術(shù)方案如下：

一種基于多傳感器成像光譜的自走式低空遙感裝置，包括行走車體，所述行走車體設(shè)有通過升降機(jī)構(gòu)支撐的載物臺(tái)，該載物臺(tái)上裝載有多自由度伸縮旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述多自由度伸縮旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上設(shè)有遙感平臺(tái)，并設(shè)有安裝在遙感平臺(tái)底部的多種光譜成像相機(jī)傳感器；

所述的多自由度伸縮旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括活動(dòng)安裝在載物臺(tái)上的旋轉(zhuǎn)基座，固定在旋轉(zhuǎn)基座上的豎直伸縮桿，以及連接在豎直伸縮桿頂部的水平伸縮桿；所述的遙感平臺(tái)固定在水平伸縮桿的端部。

作為優(yōu)選的，所述的行走車體搭載有GPS導(dǎo)航系統(tǒng)，可以根據(jù)預(yù)定規(guī)劃路線或由遙控實(shí)時(shí)操控在田間自主行走，定位精度高，實(shí)現(xiàn)農(nóng)田全面覆蓋。利用差分GPS系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)及時(shí)調(diào)整行走路線，提高定位、行走的準(zhǔn)確度。

作為優(yōu)選的，所述的升降機(jī)構(gòu)為液壓千斤頂，通過驅(qū)動(dòng)操控其頂起上方的載物臺(tái)和其上方的所有裝置，起到起重、支撐和調(diào)整高度的作用，結(jié)構(gòu)輕巧堅(jiān)固、靈活可靠。

本實(shí)用新型中，多自由度伸縮旋轉(zhuǎn)裝置由底部旋轉(zhuǎn)基座，豎直伸縮桿和水平伸縮桿構(gòu)成。圓柱底座可以實(shí)現(xiàn)順逆時(shí)針不同方向，不同速度旋轉(zhuǎn)。豎直伸縮桿可上下伸縮移動(dòng)，高度可達(dá)20米，可根據(jù)作物生長(zhǎng)周期的高度來調(diào)整，保持檢測(cè)系統(tǒng)離作物冠層高度一致。水平伸縮桿可左右伸縮移動(dòng)，距離可達(dá)10米以上，因其多自由度靈活操作，有效實(shí)現(xiàn)大面積的農(nóng)田信息監(jiān)測(cè)。

作為優(yōu)選的，所述多種光譜成像相機(jī)傳感器包括搭載在遙感平臺(tái)底部的RGB相機(jī)、25波段多光譜相機(jī)、ADC相機(jī)和高光譜相機(jī)。