[發(fā)明專利]一種茶園土壤重金屬污染實時在線自動化檢測方法

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• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112326564A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發(fā)明（設計）人: 張威勁;王進有
• 申請（專利權）人: 張威勁
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25;G01C21/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種茶園土壤重金屬污染實時在線自動化檢測方法，其特征在于：包括視覺檢測模塊(1)、光譜檢測模塊(2)以及履帶機器人(3)，可以實時監(jiān)測所屬茶園土壤中是否存在重金屬元素及稀土元素，方法包括如下步驟：

步驟一：履帶機器人(3)移動到起始位置；

步驟二：開啟視覺檢測模塊(1)，機器人在茶園中自由行動，并利用基于SLAM技術的視覺檢測模塊(1)建立茶園地圖，并保存至數(shù)據(jù)庫；

步驟三：履帶機器人(3)在通過視覺檢測模塊(1)建立茶園地圖，并保存至數(shù)據(jù)庫后移動至起始位置，操作人員根據(jù)建立規(guī)劃好的地圖設定檢測路線；

步驟四：履帶機器人(3)根據(jù)設定好的檢測路線，以100×100cm的區(qū)域為一個檢測單元，在單元格內的四個角以及中間位置開啟光譜檢測模塊(2)進行多次采樣檢測取平均，并比對數(shù)據(jù)庫中的重金屬元素以及稀土元素的波長，判斷區(qū)域內是否含有重金屬元素及稀土元素，區(qū)域內若含有重金屬元素及稀土元素則進入步驟五，區(qū)域內若不含有重金屬元素及稀土元素則進入步驟六；

步驟五：步驟四已判斷土壤中含有重金屬元素及稀土元素，則采用自由定標法自動分析計算土壤中所含有的重金屬元素以及稀土元素的含量判斷含量是否超過國家標準規(guī)定的安全劑量值，若超過則對該區(qū)域進行標記并將數(shù)據(jù)傳輸至總控室，分析后進入步驟六；

步驟六：根據(jù)路線規(guī)劃移動至下一個區(qū)域。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種茶園土壤重金屬污染實時在線自動化檢測方法，其特征在于：還包括視覺模塊控制裝置(11)、車載移動電源(12)、信號天線(13)、三維視覺相機(14)、光譜數(shù)據(jù)處理終端(21)、光譜檢測模塊控制裝置(22)，車載電源(23)、脈沖激光器(24)、DG535數(shù)字延時脈沖發(fā)生器(25)、四通道光譜儀(26)、帶孔反射鏡(27)、聚焦透鏡(28)、光纖探測器(29)、聚焦透鏡(210)以及土壤檢測孔(211)。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種茶園土壤重金屬污染實時在線自動化檢測方法，其特征在于：所述履帶機器人(3)底盤搭載光譜檢測模塊(2)，光譜檢測模塊(2)中脈沖激光器(24)連接DG535數(shù)字延時脈沖發(fā)生器(25)，DG535數(shù)字延時脈沖發(fā)生器(25)連接四通道光譜儀(26)，四通道光譜儀(26)通過光纖連接光纖探測器(29)。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種茶園土壤重金屬污染實時在線自動化檢測方法，其特征在于：所述光譜檢測模塊(2)中的光譜檢測模塊控制裝置(22)控制脈沖激光器(24)的工作參數(shù)以及開啟關閉，脈沖激光器(24)通過DG535數(shù)字延時脈沖發(fā)生器(25)延時觸發(fā)四通道光譜儀(26)開始收集光信號，四通道光譜儀(26)通過USB將數(shù)據(jù)傳輸至光譜數(shù)據(jù)處理終端(21)。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種茶園土壤重金屬污染實時在線自動化檢測方法，其特征在于：所述履帶機器人(3)上方搭載視覺檢測模塊(1)，視覺檢測模塊(1)中信號天線(13)、三維視覺相機(14)通過支架固定在車身上，信號天線(13)、三維視覺相機(14)分別與視覺模塊控制裝置(11)電相連，視覺模塊控制裝置(11)、三維視覺相機(14)與車載電源(12)電相連。

6.根據(jù)權利要求1所述的一種茶園土壤重金屬污染實時在線自動化檢測方法，其特征在于：所述履帶機器人(3)上方搭載視覺檢測模塊(1)，信號天線(13)用于控制信號的傳輸，三維視覺相機(14)掃描履帶機器人周圍的環(huán)境并建立地圖，將數(shù)據(jù)傳輸至視覺模塊控制裝置(11)，視覺模塊控制裝置將數(shù)據(jù)處理好后經(jīng)由信號天線(13)傳輸至總控室。

7.根據(jù)權利要求1所述的一種茶園土壤重金屬污染實時在線自動化檢測方法，其特征在于：車載電源(12)為視覺模塊(1)進行供電，車載電源(23)為光譜檢測模塊(2)進行供電。