[發明專利]一種掛軌式植被高光譜智能數據采集系統及其使用方法

在審

• 申請號: 202011131988.7
• 申請日: 2020-10-21
• 公開（公告）號: CN112113909A
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 陳一峰;馮垚;明星;王志強;陳小婕;李爽;劉昕悅;郭文記
• 申請（專利權）人: 寧德衛星大數據科技有限公司;中科院軟件研究所南京軟件技術研究院
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01;G01N21/84
• 代理公司: 福州旭辰知識產權代理事務所(普通合伙) 35233
• 代理人: 程春寶

本發明涉及一種掛軌式植被高光譜智能數據采集系統及其使用方法，包括信息傳輸模塊和軌道機器人，還包括架設在植株種植床正上方的多根直軌，相鄰的兩根直軌之間通過彎軌連接組合形成運動軌道，運動軌道下掛設軌道機器人；軌道機器人的下表面安裝有升降機，升降機下部設置有安裝盒；安裝盒的下表面的中部設有補光燈、球形視頻攝像機、高光譜相機。軌道可以根據作物在地面的分布情況鋪設，可實現作物的全覆蓋高光譜數據采集；升降機可垂直平穩運動，可控制高光譜相機、視頻相機等數據采集設備相對植物的高度，控制數據采集的精度；在光照不足時通過鹵素鎢補光燈進行補光，可以實現數據的晝夜采集。

技術領域

本發明涉及種植設備技術領域，特別是一種掛軌式植被高光譜智能數據采集系統及其使用方法。

背景技術

隨著智慧農業的快速發展，各類高新科技產品以各自的優勢進軍農業領域，其中不乏各種機器人及各類傳感設備。

掛軌式軌道機器人以其軌道在空中不會干擾其他地面作業的優勢在各行業中已有應用，但是目前的應用還集中在現場視頻數據的采集，現場環境溫濕度信息的采集，這并沒有充分發揮軌道機器人運動的優勢。在專利CN208984132U中將軌道機器人用于養殖業將軌道機器人的功能從視頻監控擴展到生物體征監控，從而養殖管理人員可以方便地獲取更多的養殖現場信息，這是軌道機器人在養殖業中一個典型的應用，同樣的也可以將農業中專業的設備掛載在軌道機器人上將其用于農業種植中。

高光譜相機可以根據采集到的光譜數據反演出植物氮、磷、鉀等元素的含量，是植物生長狀況監測的一類重要監測設備，但是高光譜相機的推掃成像要求高光譜設備與作物之間垂直照射并有穩定的相對運動。在專利CN107091813A一種龍門式園藝小植株作物高光譜圖像采集系統中為了滿足數據采集的需求，采用龍門架的方式，這種方式對農作物的種植位置有嚴苛的要求，無法做到多壟數據采集，具有較大的局限性。在專利CN204666498U-一種作物高光譜監測系統中采用固定式的高光譜成像光譜儀，數據采集范圍固定，不夠靈活，不能適用于農作物的全局數據采集。

發明內容

為解決上述問題，本發明的目的是提供一種掛軌式植被高光譜智能數據采集系統，軌道機器人沿著運動軌道運動，能夠實現在田間作物的全覆蓋高光譜數據采集。

本發明實施例中采用以下方案實現：提供一種掛軌式植被高光譜智能數據采集系統，包括信息傳輸模塊和軌道機器人，還包括架設在植株種植床正上方的多根直軌，相鄰的兩根直軌之間通過彎軌連接組合形成運動軌道，所述運動軌道下掛設所述軌道機器人；所述軌道機器人的下表面安裝有升降機，所述升降機的下部設置有安裝盒；所述安裝盒的下表面的中部開設有補光燈安裝孔位，所述安裝盒的下表面的左部開設有視頻攝像機相機安裝孔位，所述安裝盒的下表面的右部開設有高光譜相機安裝孔位；所述視頻攝像機安裝孔位固定連接有球形視頻攝像機，所述補光燈安裝孔位固定連接有補光燈，所述高光譜相機安裝孔位固定連接有高光譜相機，通過升降機的電動缸轉動帶動安裝盒上下運行來控制數據采集設備（高光譜相機與視頻相機）和補光燈相對植被的高；所述信息傳輸模塊包括安裝在所述安裝盒內的第一工業AP、交換機，所述第一工業AP無線連接有第二工業AP，所述第二工業AP有線連接有工控機，所述工控機和第二工業AP安裝于地面；所述高光譜相機、球形視頻攝像機、補光燈、第一工業AP和軌道機器人與交換機通過網線連接。

本發明一實施例中，所述軌道機器人的前端面和后端面均安裝有一個電磁感應器，所述運動軌道的前端和末端設置有金屬擋板，防止軌道機器人沖出運動軌道。

本發明一實施例中，所述運動軌道內鋪設有滑線，用于為軌道機器人供電，通過軌道機器人內部的供電接口為球形視頻攝像機、高光譜相機、第一工業AP、交換機和補光燈供電。

本發明一實施例中，所述補光燈為鹵素鎢補光燈；在環境光線不充足時打開鹵素鎢補光燈，保障數據的正常采集。

本發明一實施例中，所述運動軌道上鋪設有齒條，所述軌道機器人通過齒輪齒條傳動。