[实用新型]多功能智能探测与土壤水含量检测装置

说明书

本实用新型公开了一种多功能智能探测与土壤水含量检测装置，属于智能农业环境技术领域。本实用新型包括智能移动机器人平台、以及设置在其上的探地雷达和多功能智能探测与土壤水含量检测仪；其中智能移动机器人平台用于实时探测待检测区域的环境信息并发送给多功能智能探测与土壤水含量检测仪，探地雷达用于采集待检测区域的土壤信息并发送给多功能智能探测与土壤水含量检测仪；多功能智能探测与土壤水含量检测仪基于预置的规划方式确定当前的最优探测路线并反馈给智能移动机器人平台，从而控制器检测运动路线；以及基于采集的土壤信息进行土壤水含量分析仪并实时显示。本实用新型的实施，实现了全智能的土壤水含量检测分析，提高检测精度与效率。

技术领域

本实用新型属于智能农业环境技术领域，具体涉及一种多功能智能探测与土壤水含量检测仪。

背景技术

目前，基于探地雷达土壤水含量分析仪受到广泛应用，因为相比于烘干法、中子法、时域反射仪法和遥感测定等这些中能作用于小区域、对土壤具有一定破坏性的方法，基于探地雷达土壤水含量分析仪不仅解决了中等区域土壤湿含量检测技术缺失的问题，而且还具有准确、快速方便的特点。

探地雷达是通过介质介电常数和速度的变化来反映土壤的体积水含量。因为土壤水含量直接决定了土壤的介电常数，土壤介电常数则决定了雷达的电磁波在土壤中的传播速度，利用探地雷达探测的数据来估计雷达波速，可准确计算出土壤水含量，因此，探地雷达是无损探测，与烘干法等需要取样方法以及中子法等定点检测的方法相比，更快捷方便。尽管基于探地雷达的土壤水含量检测系统突破了传统土壤水含量检测方法，但目前应用的探地雷达需要在地面拖动雷达才可检测土壤水含量，是一件又耗时又耗力的工作，而且人拖或车载探地雷达进行水含量检测时探测路线是人为规划的，会导致重复检测、漏检等问题，从而导致检测精度不高，消耗大等问题。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种多功能智能探测与土壤水含量分析系统。

本实用新型的多功能智能探测与土壤水含量检测仪包括：智能移动机器人平台、探地雷达和多功能智能探测与土壤水含量检测仪；

其中，多功能智能探测与土壤水含量检测仪和探地雷达设置在所述智能移动机器人平台上；

所述智能移动机器人平台包括传感器、承载结构、移动控制模块和移动执行结构；其中，传感器用于感知待检测区域的环境信息，主要是待检测区域的地面环境信息，如地面平坦情况，是否有障碍物等；并将感知的环境信息发送给多功能智能探测与土壤水含量检测仪；承载结构用于放置探地雷达和多功能智能探测与土壤水含量检测仪；移动控制模块用于接收来自多功能智能探测与土壤水含量检测仪反馈的最优探测路线，并基于驱动移动执行结构按照所述最优探测路线移动智能移动机器人平台；

所述探地雷达用于采集土壤数据并发送给多功能智能探测与土壤水含量检测仪；

所述多功能智能探测与土壤水含量检测仪包括智能探测路线规划模块和土壤水含量分析模块；其中智能探测路线规划模块包括多个路径规划子模块和路径筛选子模块；每个路径规划子模块内置不同的局部路径规划方式，用于基于当前输入的环境信息确定智能移动机器人平台的局部路径规划结果，并发送给路径筛选子模块；所述路径筛选子模块从多个局部路径规划结果中选择最短路径长度作为当前最优探测路线并反馈给智能移动机器人平台的移动控制模块；

其中，局部路径规划是指：在移动机器人所处的运行环境完全不知或者部分未知的情况下，按照一定的策略确定从起始点运动到目标点的运动路线(运动路径)。常用的局部路径规划方法(策略)包括弹性法、人工势场法、模糊控制逻辑法、神经网络算法块、遗传算法等。本实用新型中，可设置五个路径规划子模块，具体为：弹性带路径规划模块、人工势场法路径规划模块、模糊控制逻辑法路径规划模块、神经网络算法路径规划模块和遗传算法路径规划模块。