[發明專利]一種基于分行阻力的田間冠層稠密度檢測系統及其標定方法

有效

• 申請號: 201810410778.8
• 申請日: 2018-05-02
• 公開（公告）號: CN109006749B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 宋琦;魏新華;李晉陽;李林;吳姝
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: A01M7/00
• 分類號: A01M7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于分行阻力的田間冠層稠密度檢測系統及其標定方法，屬于田間信息檢測裝置領域，包括行駛底盤、噴桿、分行器、數據采集模塊、田間稠密度檢測控制器和顯示屏；其中噴霧機噴桿上設置有多個分行器，各分行器上安裝有多維力傳感器檢測其隨機分行阻力，行駛底盤上安裝有定位系統，用于對行駛底盤進行實時定位。主要為了解決作物生長中后期田間冠層稠密度分布檢測困難問題。基于分行阻力的田間冠層稠密度檢測系統的標定主要包括田間隨機分行阻力信息的傳感器檢測獲取、田間冠層稠密度信息的人工測定及兩者的對比建模。本發明可應用于噴霧機田間信息檢測上。

技術領域

本發明涉及田間信息檢測領域,尤其涉及到一種基于分行阻力的田間冠層稠密度檢測系統及其標定方法。

背景技術

高效精確地檢測田間作物信息是實現農業機械高效化、智能化和精準化的先決條件。冠層稠密度不僅直接反映植物的生長狀況，而且影響著植物的許多生物、物理過程，精確可靠地對其進行檢測可有效指導實際田間作業過程。

專利201510908172.3公開了一種基于視頻檢測的葉面積指數的檢測方法，通過對目標圖像進行二值化處理，對綠色點和偏綠色點進行突出顯示，計算綠色覆蓋面進而計算其葉面積指數；專利201410746072.0公開了一種基于激光雷達點云技術的植物葉面積指數測定方法，利用地面激光雷達測量系統生成的三維點云數據，結合計算機圖形學技術，從點云圖像中獲取葉面積指數計算所需的相關參數并進行多元線性回歸處理，從而計算葉面積指數。但此類方法均數據處理復雜。

為了有效、快速地對作物生長中后期的田間冠層稠密度進行檢測，本發明提供了一種基于分行阻力的田間冠層稠密度檢測系統及其標定方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于分行阻力的田間冠層稠密度檢測系統及其標定方法，以實現在噴霧機田間作業階段，對田間冠層稠密度信息進行檢測。

為了解決以上技術問題，本發明采用的具體技術方案如下：

一種基于分行阻力的田間冠層稠密度檢測系統，包括行駛底盤、噴桿、分行器、數據采集模塊、田間稠密度檢測控制器和顯示屏；其特征在于，所述噴桿上設置有多個分行器，所述分行器上安裝有多維力傳感器，用于檢測分行器的隨機分行阻力；所述行駛底盤上安裝有定位系統，用于對行駛底盤進行實時定位；所述多維力傳感器與定位系統均連接至數據采集模塊；所述數據采集模塊將采集到的信息傳輸到田間稠密度檢測控制器；所述田間稠密度檢測控制器用于剔除因枝葉交叉等因素造成的隨機分行阻力異常值，并結合各多維力傳感器在噴桿上的安裝位置及噴桿式噴霧機的實際田間行走軌跡，建立田間分行阻力信息圖。

進一步的，所述多維力傳感器為六維力矩傳感器。

進一步的，所述分行器個數為11。

進一步的，所述多維力傳感器個數為11。

一種基于分行阻力的田間冠層稠密度檢測系統的標定方法，包括以下步驟：

步驟一：依據作物生長周期，選取冠層稠密度具有明顯差別的不同時期進行實際田間標定實驗，并在每次實際田間標定實驗前進行實驗路徑規劃；

步驟二：在噴桿式噴霧機實際田間標定實驗過程中，通過數據采集模塊將各分行器安裝的多維力傳感器實時檢測獲得的各分行器隨機分行阻力和定位系統對噴桿式噴霧機田間實際位置進行精準定位獲得的實際田間行走軌跡上傳至田間冠層稠密度檢測控制器；

步驟三：田間冠層稠密度檢測控制器剔除因枝葉交叉等因素造成的隨機分行阻力異常值，并結合各多維力傳感器在噴桿上的安裝位置及噴桿式噴霧機的實際田間行走軌跡，建立田間分行阻力信息圖；

步驟四：對噴桿式噴霧機行走軌跡上冠層稠密度信息進行人工測定，建立田間冠層稠密度信息圖，并與步驟三獲得的田間分行阻力信息圖進行對比建模，采用多元線性回歸法建立基于分行阻力的田間冠層稠密度檢測模型；