[发明专利]一种用于田间光谱成像系统校正的自动存取白板装置

说明书

技术领域

本发明涉及光谱技术、农田信息检测领域，尤其涉及一种用于田间光谱成像系统校正的自动存取白板装置。

背景技术

精细农业要根据农作物的生长状况及生长环境状况进行精确的作业，因此精准地采集田间作物信息显得尤为关键。作物生长信息的获取技术是精细农业的重要技术支撑之一，植物的生长信息获取技术主要包括利用其电学特性、光学特性和机器视觉技术等。

随着光谱技术的发展，近红外光谱技术、多光谱技术和高光谱技术在作物生长信息的获取应用上开始大量应用，并显示了其分析速度快、效率高、成本低、无需制备样品等优点，已成为一种快速、无损的现代分析技术。

例如公开号为CN104422660A的中国专利文献公开了一种高光谱的植物叶片病虫害诊断系统，属于农业领域。高光谱成像仪和线光源一起固连在电控位移台上，受移动平台控制装置控制一起移动；在移动过程中线光源照射标定白板和被测植物叶片，高光谱成像仪采集数据并实时上传到计算机；经过图像分析和处理软件处理后，输入已经建立的病虫害三重诊断模型，实时定量得到植物的病虫害感染程度，据此分析决策是否对测量植物喷药以及用药种类剂量及喷头形式。

公开号为103439270A的中国专利文献公开一种基于反射和半透射高光谱图像检测桃果实冷害的装置和方法，通过高光谱成像仪，获取桃果实采后低温贮藏不同冷害阶段的反射和半透射高光谱图像，分析冷害桃果实与正常果实的光谱值及图像间的差异，提取响应的特征参数，在此基础上优化确定反映桃果实冷害特征的变量集，建立基于Fisher判别方法对桃果实冷害判别的数学模型，所建基于反射和半透射高光谱图像检测模型的判别准确率分别达到85.6％和95.6％。可以对采后冷害桃果实进行准确识别，代替人工检测，降低水果采后贮藏的损失，可以用于水果采后的流通、贮藏和销售过程中的检测和监测。

为了消除镜头中存在的暗电流以及光源的强度不均所产生的噪声，我们需要进行田间光谱图像的黑白校正，而这个过程中白板的收取存在一个很大的问题，并且为了保证白板的清洁，每次实验结束后都要将其放到田间封闭的箱子里或者直接放在拖拉机等农机上，十分不方便。因此，开发一种用于田间光谱成像系统校正的自动存取白板装置，用来满足存取白板的高效性以及白板的整洁性，保证实验中作物信息采集的精准性具有很大的意义。

发明内容

本发明提供了一种用于田间光谱成像系统校正的自动存取白板装置，为后期实验过程中所采集信息的精准性提供了更加可靠的保证。此外，本发明也可用于田间近红外光谱系统校准平台的研究与开发。

一种用于田间光谱成像系统校正的自动存取白板装置，包括：

支撑平台；

升降平台，处在所述支撑平台的上方；

升降驱动机构，安装在支撑平台上以驱动所述升降平台上下运动；

白板箱，设置在所述升降平台上且带有箱门；

白板支撑件，位于所述白板箱内用于固定白板；

伸缩驱动机构，安装在所述白板箱内用于带动白板支撑件进出箱门；所述升降驱动机构包括：

转动安装在支撑平台上的竖直丝杠；

固定在升降平台上与所述丝杠配合的螺纹套；

水平安装在支撑平台上的齿轮轴；

与所述齿轮轴联动的升降电机；

安装在齿轮轴以及竖直丝杠上相互配合的第一锥齿轮和第二锥齿轮；

所述伸缩驱动机构包括：

安装在白板箱内的伸缩电机；

转接在白板箱内且受所述伸缩电机驱动的齿轮；

滑动安装在白板箱内且与所述齿轮啮合的水平齿条，所述白板支撑件由该水平齿条兼做。

本发明中通过升降平台承载白板箱，而在白板箱内通过伸缩驱动机构带动白板伸出或缩进白板箱，该装置可完成在田间校正过程中白板的自动推送与收回，并且可保证在密闭的环境中储存。

本发明中尤其对升降驱动机构进行了优化，根据装置使用场景的特点，要求传动部分简单可靠，又要相对运行平稳精确。

本发明装置通过锥齿轮进行驱动换向，再通过竖直丝杠驱动升降平台，可以满足上述要求，另外维护安装方便。

本发明装置通过相互啮合的齿轮齿条结构驱动白板进出，结构简单，运行可靠，而且控制精度较高。

作为优选，第一锥齿轮和第二锥齿封装为减速箱，减速箱的输入输出端分别与齿轮轴以及竖直丝杠可拆卸连接。

作为优选，所述竖直丝杠有四根，分布在支撑平台的四角，所述螺纹套相应的有四个，分布在升降平台的四角。