[发明专利]一种作物冠层表型及微气象参数测量装置及方法

权利要求书

1.一种作物冠层表型及微气象参数测量装置，其特征在于，包括：移动机器人、VR相机、支架、VR设备、控制手柄、表型参数测量模块和微气象参数测量模块，其中，所述支架安装在所述移动机器人顶部，所述VR相机安装在所述支架顶部，所述表型参数测量模块和所述微气象参数测量模块安装在所述移动机器人上；

所述VR相机用于拍摄实时视频图像，并将所述实时视频图像发送给所述VR设备；

所述VR设备用于接收所述实时视频图像，并将所述实时视频图像展示给用户，以使得所述用户根据所述实时视频图像，通过所述控制手柄，向所述移动机器人发送控制指令；

所述移动机器人用于根据所述控制指令，移动到作物冠层的预设位置；

所述表型参数测量模块用于测量所述预设位置处所述作物冠层的表型参数；

所述微气象参数测量模块用于测量所述预设位置处所述作物冠层的微气象参数。

2.根据权利要求1所述的作物冠层表型及微气象参数测量装置，其特征在于，还包括可折叠机械支撑臂，所述可折叠机械支撑臂固定在所述移动机器人顶部，相应地：

所述表型参数测量模块为多个，分别固定在所述可折叠机械支撑臂的不同位置，以测量不同高度处所述作物冠层的表型参数；

所述微气象参数测量模块为多个，分别固定在所述可折叠机械支撑臂的不同位置，以测量不同高度处所述作物冠层的微气象参数。

3.根据权利要求1所述的作物冠层表型及微气象参数测量装置，其特征在于，还包括：半球图像传感器，所述半球图像传感器安装在所述移动机器人上，用于获取所述作物冠层的半球图像。

4.根据权利要求1所述的作物冠层表型及微气象参数测量装置，其特征在于，对于任一高度处的表型参数测量模块，所述表型参数测量模块包括3D点云传感器、多光谱传感器、叶绿素荧光传感器、可见光传感器和红外热成像传感器中的一种或多种，具体地：

所述3D点云传感器用于获取所述任一高度处所述作物冠层的叶片3D点云、茎秆3D点云、雄穗的3D点云，以计算所述任一高度处所述作物冠层的叶片长度、叶片宽度、叶片倾斜角度、叶片方位角、茎秆节间长度、茎秆直径、雄穗分支数、雄穗分支角度和雄穗体积中的一种或多种；

所述多光谱传感器用于获取所述任一高度处所述作物冠层的叶片的光谱数据、茎秆的光谱数据和雄穗的光谱数据，以计算所述任一高度处所述作物冠层中各器官含水量和氮素含量，其中，所述光谱数据包括红光谱反射数据、绿光谱反射数据、蓝光谱反射数据和近红外波段光谱反射数据中的一种或多种；

所述叶绿素荧光传感器用于获取所述任一高度处所述作物冠层叶片的瞬时荧光强度、茎秆的瞬时荧光强度和雄穗的瞬时荧光强度，以计算所述任一高度处所述作物冠层的叶片和非叶器官光合速率强弱；

所述可见光传感器用于获取所述任一高度处所述作物冠层叶片的投影面积、茎秆的投影面积、雄穗的投影面积、叶色纹理能量、植株各部分的拓扑连接关系、雄穗花粉计数；

所述红外热成像传感器用于获取所述任一高度处所述作物冠层叶片的表面温度、茎秆的表面温度、雄穗的表面温度，以表示植株器官生理反应进程的强弱。

5.根据权利要求1所述的作物冠层表型及微气象参数测量装置，其特征在于，对于任一高度处的微气象参数测量模块，所述微气象参数测量模块包括光合有效辐射传感器、空气温度传感器、空气湿度传感器和二氧化碳浓度传感器中的一种或多种；

所述光合有效辐射传感器用于测量所述任一高度处的光合有效辐射量；

所述空气温度传感器用于测量所述任一高度处的空气温度；

所述空气湿度传感器用于测量所述任一高度处的空气湿度；

所述二氧化碳浓度传感器用于测量所述任一高度处的二氧化碳浓度。

6.根据权利要求1所述的作物冠层表型及微气象参数测量装置，其特征在于，所述支架为旋转支架，以调节所述VR相机的拍摄角度。