[發明專利]測量植被中存在的水分的設備和農業設備及其操作方法

在審

• 申請號: 201980093067.5
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN113490847A
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 曼努埃爾·坎迪多·杜阿爾特·多斯·桑托斯;菲利佩·巴蒂斯塔·內維斯·多斯·桑托斯;羅德里戈·戈梅斯·博格斯
• 申請（專利權）人: 伊耐斯克泰克-計算機科學與技術系統工程研究所
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00;G01N22/04;A01G25/16
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 梁麗超

測量植被中存在的植物水分的設備和農業設備及其操作方法，包括：可位移波束的微波發射器；微波接收器；電子數據處理器，連接以接收來自微波接收器的信號；其中，微波發射器被布置成將可位移波束導向微波接收器，以測量穿過植被的多個位置中的每一個的波束的衰減；其中，電子數據處理器被配置用于計算發射器和接收器之間的可位移波束的衰減，以獲得對應于植被中存在的水分的測量值的2D圖像。具體地，波束可通過安裝在車輛上的設備移動，該車輛可沿在水平方向上測量的植被移動，微波發射器和微波接收器共同安裝在拱形結構的相對端。

技術領域

本公開涉及一種用于使用射頻衰減測量植被中水的設備和農業設備、相應的農用車輛和操作方法。

背景技術

水在農業過程中起著核心作用，并且必須嚴格控制這種輸入，并且必須采取糾正和精確的行動來支持健康的作物。因此，精準農業連同農業機器人一直在利用可變速率技術(VRT)來控制基于環境特征(例如植物狀態和位置)的農業輸入(例如水)的速率。

傳統的VRT系統僅使用農業數據云系統提供的信息來確定需要應用的農業輸入量。但是，這些系統無法獲得有關植物需求(例如水)的實際需求和應用的實際產品數量的實時反饋。

現有技術中公開的實時和遠程解決方案(使用衛星或飛行器)主要包括雷達散射儀或基于光學的系統。

雷達散射計，即合成孔徑雷達(SAR)，可以使用基于成像的系統來監測植被物候，該基于成像的系統傳輸微波并接收反向散射信號的反射。盡管衛星SAR系統專門提供廣泛種植區域的平均含水量，但他們沒有分辨率來測量單個植物的含水量，甚至是逐葉計量(即精確農業應用)。此外，衛星SAR系統在散射過程中，受到諸如土壤水分、地表類型、地形拓撲、栽培過程中使用的技術和大氣傳輸特性等的其他要素的干擾的強烈影響[2]。

通過分析植被冠層反射的電磁信號，可以將基于光學的方法用于水感測。這種反射率在很大程度上受植物的生物特性的影響，且在電磁波譜的0.7至1.4μm(近紅外波長)和1.3至2.5μm(中紅外波長)區域內，反射率受葉子中水分含量的影響[1]。然而，基于光學的方法的準確性受到大氣條件的負面影響。此外，使用基于光學方法的水感測僅限于植物表層的貢獻，因為僅使用反射信息。

文件KR101824652涉及一種用于計算植物的水分含量的設備。用于計算植物的重量和水分含量的設備包括其上安裝有培養基的栽培床(其中，提供應營養液以使得植物能夠生長)、重量測量部分和控制部分。重量測量部分被配置為通過將培養床漂浮在空氣中來測量安裝在培養床上的培養基的重量。控制部分被配置為從重量測量部分收集測量值，并通過使用收集的測量值計算植物的重量和含水量。

現有技術沒有提供可適應不同大氣和地形條件的在植物規模上測量含水量的可行實用解決方案。

參考文獻

[1]E.R.Hunt和Barrett N Rock的Detection of changes in leaf watercontent using near-and middle-infrared reflectances，Remote sensing ofEnvironment，30(1)：43–54,1989。

[2]G.Schiavon、D.Solimini和A.Burini的Sensitivity of multi-temporalhigh resolution polarimetric C and L-band SAR to grapes in vineyards，2007年IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium，第3651-3654頁，2007年7月。

公開這些事實是為了說明本公開所解決的技術問題。

發明內容