[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

说明书

本发明实施例提供一种作物冠层表型及微气象参数测量装置及方法，该装置包括：VR相机拍摄实时视频图像，并将实时视频图像发送给VR设备；VR设备接收实时视频图像，并将实时视频图像展示给用户，以使得用户根据所述实时视频图像，通过控制手柄，向移动机器人发送控制指令；移动机器人根据控制指令，移动到作物冠层的预设位置；表型参数测量模块测量预设位置处作物冠层的表型参数；微气象参数测量模块测量预设位置处作物冠层的微气象参数。本发明实施例摆脱了人工测量方式效率低、人为误差大、侵入式测量对冠层微环境的扰动等缺点。测量过程自动化程度高，测量指标包涵范围广，数据自动存储并能上传到云端，便于后续处理和进一步整合。

技术领域

本发明涉及农业技术领域，尤其涉及一种作物冠层表型及微气象参数测量装置及方法。

背景技术

作物冠层内部表型及微气象参数，影响作物的光合有效辐射截获量，潜热和感热通量，地表生态系统与大气的CO₂交换。是植被生长发育模型和遥感数据同化中重要输入参数和条件变量。

能够自动化连续在线监测冠层内部表型及微气象参数变化规律，有助于理解环境参数、栽培手段、品种特性等诸多因素在冠层营养生长和生殖生长阶段的不同作用，有助于促进作物精准栽培、商业化育种、作物种质资源保护的进一步发展。

现有技术中常用的作物冠层内部表型及微气象获取手段主要分为以下2种：(1)手持作物表型获取设备，进入冠层人工测量。设置冠层内气象站，定点测量冠层内部微气象参数；(2)使用无人机或者表型平台从冠层顶部获取冠层外部表型参数，近似代替内部表型参数。

现有技术中自动化程度不够，测量过程中需要人工大量参与，导致数据获取的时空分辨率不够精细，对冠层内部表型及微气象产生干扰，破坏作物冠层结构，破坏冠层温度、二氧化碳浓度、光合有效辐射等参数在冠层垂直方向上垂直分布规律。

发明内容

为了解决上述问题，本发明实施例提供一种作物冠层表型及微气象参数测量装置及方法。

第一方面，本发明实施例提供一种作物冠层表型及微气象参数测量装置，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。

优选地，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。

优选地，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。

优选地，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：