[發明專利]基于輪式小車的田間作物圖像采集裝置

在審

• 申請號: 201910096546.4
• 申請日: 2019-01-23
• 公開（公告）號: CN109799824A
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 梁秀英;張天浩;盧少志;楊萬能;周風燃;何磊;馬箐徽;袁海寧;李為坤
• 申請（專利權）人: 華中農業大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;H04N5/232;H04N7/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種基于輪式小車的田間作物圖像采集裝置，該裝置由可升降輪式底盤、可移動暗室、GPS導航系統、小車控制系統、作物圖像采集系統、太陽能供電系統、計算機等7個功能模塊組成。輪式底盤最大負載為150Kg；升降桿可滿足不同高度的作物對信息采集時的需要，原地轉彎軸可使小車原地轉彎；小車所攜帶的移動暗室消除了光照和周圍植物對作物采集時的干擾；GPS導航系統實現了小車的自動化；太陽能電池板供電解決了小車用電需求；控制系統包含輪式小車田間信息自動采集軟件，還分別連接數碼相機和PLC，完成二者的通訊；計算機可以自動保存小車采集的作物圖像，方便日后查看和使用。使用本發明來進行田間作物圖像的采集，可以大大節省人力。

技術領域

本發明為一種適用于田間作物的輪式小車裝置，可以自動采集田間作物的數字化圖像。該裝置由可升降輪式底盤、可移動暗室、GPS導航系統、小車控制系統、作物圖像采集系統、太陽能供電系統、計算機等7個功能模塊組成，利用可升降輪式底盤和RGB相機采集作物不同時期的圖像，利用計算機保存采集的作物圖像，利用可移動暗室消除背景干擾的影響，利用GPS導航系統引導小車沿農作物行自動行走，利用太陽能電池板為小車提供電能，。

背景技術

隨著人們生活水平的提高，對農產品的質量安全要求越來越高，農產品追溯體系的建立迫不及待，而農田信息采集是農產品溯源的關鍵步驟。目前，我國農產品田間信息采集主要依靠人工來完成，費時費力，同時準確性和實時性不強。隨著信息和網絡技術的日新月異，農業生產迎來了新的機遇。為此，本發明構建了一種輪式小車田間圖像自動采集系統，它能夠在田間按照設定路徑行走并方便快捷無干預無損傷地采集農作物的生長圖像。

發明內容

本發明提供一種可用于田間農作物圖像獲取，能夠克服復雜地形、室外光照影響，能做到暗室拍照環境，能對不同高度的作物進行圖像采集、能減少對作物的損傷又能原地轉彎的成像裝置，該裝置由可升降輪式底盤、可移動暗室、GPS導航系統、小車控制系統、作物圖像采集系統、太陽能供電系統、計算機等7個功能模塊組成，

1)可升降輪式底盤：由于田間地形非常復雜，地面常有凹凸不平的情況，考慮到這些問題，該裝置配備大直徑車輪，并且裝上減震彈簧和轉向軸，使小車可以原地轉彎并且可以穩定的在田間行駛。輪子的上方設計四根可升降的軸用于連接底盤，使底盤距地面的高度實現可調控。在四個輪子上分別安裝一個直流電機，每個電機功率為100W，總負載能力在120-150Kg，左右兩車輪相距1.5m。底盤上方安裝太陽能電池板，以便太陽能電池板接受更多的太陽光照，產生更多電能。底盤下方安裝數碼相機用來采集圖片。

2)可移動暗室：由于田間作物生長情況復雜，采集作物圖片時經常會受到外界光照和目標作物以外的作物的影響，所以本發明設計的可移動暗室是由小車攜帶，當小車走到目標作物的正上方時，控制系統空控制由三面背景布組成的暗室自動降落，從而起到隔離光照和其他作物的作用。

3)GPS系統：該系統的作用是提前在田間規劃好小車要走的路徑，提前設定好小車到每一個小區中間都要停止，待相機拍完照再前進。在田間設立一個信號接收器，接收器接受衛星發來的信號后傳到小車的控制系統，控制系統完成接下來的工作。該GPS的精度可達0.1m，完全適合田間小車的工作。

4)小車控制系統：該系統的作用是通過判斷田間信號接收器接收的來自衛星的信號來確定小車的位置，然后根據實際情況將前進、后退和停止的信號傳給PLC，來控制小車的前進、后退和停止，還可以控制相機拍照和暗室的升降。

5)圖像采集系統：當小車在作物行間自動行走時，小車每前進到一個固定的小區就會停下，相機會自動采集作物的圖像。與常規工業相機相比，數碼相機不僅價格低廉，而且能獲得分辨率更高的圖像。