[發(fā)明專利]一種自動(dòng)觀測(cè)農(nóng)作物株高數(shù)據(jù)的系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910363806.X
• 申請(qǐng)日: 2019-04-30
• 公開（公告）號(hào): CN110068277A
• 公開（公告）日: 2019-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉布春;李志海;劉園
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所;李志海
• 主分類號(hào): G01B11/06
• 分類號(hào): G01B11/06
• 代理公司: 北京知呱呱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11577
• 代理人: 孫進(jìn)華;賀亞明

本發(fā)明實(shí)施例公開了一種自動(dòng)觀測(cè)農(nóng)作物株高數(shù)據(jù)的系統(tǒng)及方法，所述自動(dòng)觀測(cè)農(nóng)作物株高數(shù)據(jù)的系統(tǒng)包括：圖像采集裝置、中央處理器、人機(jī)交互裝置和數(shù)字標(biāo)尺，所述圖像采集裝置安裝在可行走的測(cè)量機(jī)器人上，圖像采集裝置在測(cè)量機(jī)器人上能夠縱向移動(dòng)，所述圖像采集裝置采集農(nóng)作物與數(shù)字標(biāo)尺對(duì)比照片，拍攝完成后傳送至中央處理器進(jìn)行圖像分析提取農(nóng)作物高度數(shù)據(jù)，并與上一次測(cè)量的農(nóng)作物高度數(shù)據(jù)有效值進(jìn)行比對(duì)計(jì)算差值，中央處理器通過差值調(diào)整圖像采集裝置高度，自動(dòng)進(jìn)行下一次圖像采集，所述人機(jī)交互裝置與中央處理器連接。本發(fā)明解決了現(xiàn)有農(nóng)作物株高不能自動(dòng)測(cè)量的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實(shí)施例涉及種農(nóng)作栽培技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種自動(dòng)觀測(cè)農(nóng)作物株高數(shù)據(jù)的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

在農(nóng)作物育種試驗(yàn)、產(chǎn)量檢測(cè)、農(nóng)作物性狀檢測(cè)等領(lǐng)域，需要對(duì)作物的株高進(jìn)行測(cè)量，通過農(nóng)作物生長(zhǎng)參數(shù)觀測(cè)，鑒定農(nóng)業(yè)氣象條件對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量形成及品質(zhì)的影響，為農(nóng)業(yè)氣象情報(bào)、預(yù)報(bào)以及農(nóng)作物的氣候評(píng)價(jià)、指導(dǎo)大田管理等提供依據(jù)，為高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)提供服務(wù)。農(nóng)作物生長(zhǎng)參數(shù)主要包括密度、葉面指數(shù)、株高、長(zhǎng)勢(shì)等,其中株高參數(shù)是農(nóng)作物生長(zhǎng)過程中的重要參數(shù)，主要依靠人工觀測(cè)。目前對(duì)株高測(cè)量的工具主要采用下面兩種測(cè)量工具：其一，直刻度尺；采用直刻度尺直接測(cè)量，由于玉米、高粱等高桿作物達(dá)到2米以上，測(cè)量時(shí)需仰視，讀取數(shù)據(jù)時(shí)誤差大，而且刻度尺的長(zhǎng)度必須在3米以上，測(cè)量株高必須到農(nóng)田中進(jìn)行，刻度尺攜帶不方便；其二,折疊刻度尺，該刻度尺雖然攜帶方便，但測(cè)量時(shí)需要刻度尺在豎直方向上測(cè)量，刻度尺容易彎曲，造成測(cè)量誤差大，測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。

目前的株高自動(dòng)測(cè)量技術(shù)主要包括超聲波技術(shù)和單純視覺測(cè)量技術(shù)。超聲波技術(shù)由于信號(hào)處理簡(jiǎn)單、分辨力較強(qiáng)、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)廣泛用于距離測(cè)量中。然而，普通超聲波存在無法測(cè)量20cm以內(nèi)距離的盲區(qū)問題，且由于波束發(fā)散大，定向精度不高，在農(nóng)作物株高測(cè)量領(lǐng)域并未取得很好的效果。每次測(cè)量仍需要人工攜帶設(shè)備對(duì)農(nóng)作物株高進(jìn)行測(cè)量，不能定期自動(dòng)進(jìn)行測(cè)量。

發(fā)明內(nèi)容

為此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種自動(dòng)觀測(cè)農(nóng)作物株高數(shù)據(jù)的系統(tǒng)及方法，以解決現(xiàn)有農(nóng)作物株高不能自動(dòng)測(cè)量的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供如下技術(shù)方案：

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第一方面，公開了一種自動(dòng)觀測(cè)農(nóng)作物株高數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，所述自動(dòng)觀測(cè)農(nóng)作物株高數(shù)據(jù)的系統(tǒng)包括：圖像采集裝置、中央處理器、人機(jī)交互裝置和數(shù)字標(biāo)尺，所述圖像采集裝置安裝在可行走的測(cè)量機(jī)器人上，圖像采集裝置在測(cè)量機(jī)器人上能夠縱向移動(dòng)，所述圖像采集裝置采集農(nóng)作物與數(shù)字標(biāo)尺對(duì)比照片，拍攝完成后傳送至中央處理器進(jìn)行圖像分析提取農(nóng)作物高度數(shù)據(jù)，并與上一次測(cè)量的農(nóng)作物高度數(shù)據(jù)有效值進(jìn)行比對(duì)計(jì)算差值，中央處理器通過差值調(diào)整圖像采集裝置高度，自動(dòng)進(jìn)行下一次圖像采集，所述人機(jī)交互裝置與中央處理器連接。

進(jìn)一步地，所述人機(jī)交互裝置向中央處理器發(fā)送指令并接收中央處理器發(fā)送的處理結(jié)果。

進(jìn)一步地，所述測(cè)量機(jī)器人上安裝有承載桿，圖像采集裝置安裝在承載桿端部，承載桿通過滑塊與絲杠連接，測(cè)量機(jī)器人底部安裝電機(jī)，電機(jī)的輸出端與絲杠連接，電機(jī)帶動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)承載桿的位置，所述電機(jī)通過電機(jī)控制器與中央處理器連接。

進(jìn)一步地，所述數(shù)字標(biāo)尺插設(shè)在農(nóng)田中，數(shù)字標(biāo)尺的零點(diǎn)與地面齊平，數(shù)字標(biāo)尺帶有數(shù)字刻度的一側(cè)噴涂熒光粉。

進(jìn)一步地，所述圖像采集裝置水平采集農(nóng)作物與數(shù)字標(biāo)尺重疊的圖像，數(shù)字標(biāo)尺下部被農(nóng)作物遮擋，圖像采集裝置無法采集到熒光信息，數(shù)字標(biāo)尺上未被農(nóng)作物遮擋的部分，熒光信息由圖像采集裝置進(jìn)行采集，采集后的圖片發(fā)送至中央處理器。