[实用新型]一种田间智能机器人表型分析平台

说明书

本实用新型公开了一种田间智能机器人表型分析平台，涉及现代精准农业研究技术领域，具体为一种田间智能机器人表型分析平台，包括主控箱、液压升降平台、轨道式三维扫描机械臂和光谱成像表型大数据采集平台。该田间智能机器人表型分析平台，通过数传天线将该机器人平台与地面站进行数据的无线传输，将无人驾驶遥控技术、无线通讯技术、实时动态差分定位技术等无人机遥感相关技术全面引入到该机器人平台，使得该机器人平台既可以无人驾驶、遥控操作、自动巡航、一键返回，同时可近距离、快速地获取大田作物高分辨率光谱成像表型大数据，开创了田间智能表型分析的新思路，提高了该机器人平台的自动化性能。

技术领域

本实用新型涉及现代精准农业研究技术领域，具体为一种田间智能机器人表型分析平台。

背景技术

目前用于农作物快速表型分析的机器人平台总体分为三类，即实验室型、温室型、野外大田型。而国内并没有应用于田间的机器人表型观测平台，也没有真正投入使用的类似产品。仅见于国内个别公司代理国外的大型“机器人”表型分析平台，该“机器人”平台在设计上，实际采用的是大型起重机、吊车等重型机械设备结构。

该“机器人”平台，仅能在大型农场内运行，并需要铺设或预留宽度至少3m以上的专用道路。且其转弯半径达到3m，需要占用巨大的土地空间，普通大田根本无法预留这么大空间供其移动、转弯。

该“机器人”平台，主要搭载RGB和多光谱成像仪，且传感器与平台刚性固连，无专用增稳、减震装置，无法实现多传感器大数据同步采集。田间行进时，平台自身震动对成像传感器造成的损伤非常大，野外适用性存在巨大缺陷，也无法满足现代精准农业对多源数据综合采集分析的需求。

现有技术不能解决“机器人”平台自身体积、重量、田间移动的技术问题。现有技术是基于重型机械设备的现成方案，平台尺寸约5m×2.5m×3m，整体重量高达8吨。对田间表型分析而言，如此庞然大物难以有效利用，且操作、维护极为不便。

此外，“机器人”平台在移动、停止、前进、后退、转弯、加速、减速等一系列动作，均只能通过远程手动操作。而由于手动操作的及时性及准确性受人为因素影响，有较大误差和随机性，且受其重量影响，平台运动惯性非常大。导致每次平台接收到的动作指令时的响应幅度、时间等均有较大随机性和不均匀性。从而降低了测量精度和现势性。

现有技术不能解决传感器负载平台自动升降及自由旋转的技术问题，也不能同步搭载双目相机实时监控及数据采集的技术问题。

现有方案基于大型起重设备的机械臂，其设计不是专门用于搭载成像传感器进行全方位数据采集。仅能通过控制机械臂前后伸缩来调节传感器前后移动，无法实现自由旋转。同时受大型机械结构限制，现有“机器人”平台无法近距离采集靠近自身边缘的大田作物数据，造成数据缺失。

现有技术不能解决“机器人”平台机械臂，全方位三维扫描、左右自由伸缩、高度自动调节的技术问题。现有方案不具备左右自由伸展功能，只能固定一个方向伸缩。采集数据时，只能单侧采集完成后再掉头采集另一侧。因此无法实现全方位三维方向的扫描。高度也只能通过伸缩机械臂调整，导致远端(完全伸展开来)高度可达数十米，近端(完整收缩)高度又非常低，不能自由调整，从而导致实际使用中具有极大的局限性。

现有技术不能解决“机器人”平台，光谱成像不稳定、无法精确采集高光谱成像大数据的技术问题。现有方案中“机器人”仅通过3D打印的塑料挂件进行固连。首先该方法在炎热环境下，3D打印件会受热变软，导致相机有意外跌落损坏的风险，其次固连设计没有考虑因地面起伏、“机器人”平台自身震动及姿态、大风环境等因素造成的成像传感器抖动或摇摆，将会直接导致采集的数据存在严重变形、模糊、错位等质量问题。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种田间智能机器人表型分析平台，解决了上述背景技术中提出的问题。