[发明专利]一种便捷式快速获取作物表型数据的设备和方法

权利要求书

1.一种便捷式快速获取作物表型数据的设备，其特征在于，包括：控制器、超算平台、图像采集接口卡和摄像头组，所述图像采集接口卡和所述超算平台均与所述控制器数据连接，所述超算平台与所述图像采集接口卡通过高速接插件层叠连接，所述摄像头组通过数据线与所述图像采集接口卡连接，所述超算平台位于所述图像采集接口卡的上方，所述摄像头组位于所述图像采集借口卡的下方，所述摄像头组包括一个RGB常规摄像头和三个不同作物长势敏感波段的单波段摄像头。

2.根据权利要求1所述的便捷式快速获取作物表型数据的设备，其特征在于，所述RGB常规摄像头为超高清摄像头。

3.根据权利要求2所述的便捷式快速获取作物表型数据的设备，其特征在于，三个所述单波段摄像头分别为560nm、680nm、810nm单波段摄像头。

4.根据权利要求3所述的便捷式快速获取作物表型数据的设备，其特征在于，三个所述单波段摄像头的带宽均为40nm，像素均为1300万。

5.根据权利要求4所述的便捷式快速获取作物表型数据的设备，其特征在于，还包括电池，所述电池与所述控制器连接。

6.根据权利要求5所述的便捷式快速获取作物表型数据的设备，其特征在于，还包括安装外壳，所述控制器、超算平台、图像采集接口卡均安装在所述外壳内，所述摄像头组中的四个摄像头均匀分布安装在所述外壳上，且所述四个摄像头的镜头端露出在所述外壳的外面。

7.根据权利要求6所述的便捷式快速获取作物表型数据的设备，其特征在于，所述四个摄像头的镜头可翻转。

8.一种便捷式快速获取作物表型数据的方法，其特征在于，利用权利要求1-7所述的便捷式快速获取作物表型数据的设备，包括如下步骤：

S1，将便捷式快速获取作物表型数据的设备布置在作物附近，同时将摄像头组的镜头对准植株相关部位，获取到植株相关部位的图像；

S2，获取560nm单波段摄像头所拍摄到的图像灰度G₅₆₀、680nm单波段摄像头所拍摄到的图像灰度G₆₈₀以及810nm单波段摄像头所拍摄到的图像灰度G₈₁₀；

S3，按照如下公式计算不同波段下的比值灰度指数：

GRVI1＝G₈₁₀/G₅₆₀，

GRVI2＝G₈₁₀/G₆₈₀，

按照如下公式计算不同波段下的归一化灰度指数：

GNDVI1＝(G₈₁₀-G₅₆₀)/(G₈₁₀+G₅₆₀)，

GNDVI2＝(G₈₁₀-G₆₈₀)/(G₈₁₀+G₆₈₀)，

其中，GRVI1为810nm和560nm波段下的比值灰度指数，GRVI2为810nm和680nm波段下的比值灰度指数，GNDVI1为810nm和560nm波段下的归一化灰度指数，GNDVI2为810nm和680nm波段下的归一化灰度指数；

S4，按照如下公式计算在不同波段下的作物的表型数据：

LAI1＝-0.909+3.308*GRVI1-0.333*GRVI1²，

LAI2＝-0.909+3.308*GRVI2-0.333*GRVI2²，

W1＝0.284+0.086/GRVI1，

W2＝0.284+0.086/GRVI2，

SPAD1＝1/(0.211×0.12*GNDVI1)，

SPAD2＝1/(0.211×0.12*GNDVI2)，

CN1＝38.376-333.21/GNDVI1，

CN2＝38.376-333.21/GNDVI2，

其中，LAI1为810nm和560nm波段下的叶面积指数；LAI2为810nm和680nm波段下的叶面积指数；W1为810nm和560nm波段下的干物质积累量，kg/m²；W2为810nm和680nm波段下的干物质积累量，kg/m²；SPAD1为810nm和560nm波段下的叶绿素含量，g/kg；SPAD2为810nm和680nm波段下的叶绿素含量，g/kg；CN1为810nm和560nm波段下的冠层叶片氮含量，g/kg；CN2为810nm和680nm波段下的冠层叶片氮含量，g/kg。