[发明专利]基于情景感知的作物冠层图像采集装置

摘要

一种基于情景感知的作物冠层图像采集装置，其包括支架；第一垂直驱动机构及第二垂直驱动机构；第一支撑杆及第二支撑杆，水平设置；第一土壤水分传感器及第二土壤水分传感器；土壤温度传感器；雨量计；空气温湿度传感器；光强传感器；灰板；风速传感器；图像采集器件；环形光源；超声波传感器；数据处理系统，用于确定所述图像采集器件的高度以及所述灰板的高度；判断天气状况，调整所述图像采集器件的拍摄频率、拍摄高度；调整所述图像采集器件的包括快门速度、ISO感光度、对焦距离和光圈数值在内的拍摄参数，以及控制环形光源的运行参数。本发明可以实现对作物的加密连续观测，使研究人员更好地把握关键生长节点、物候变化。

主权项

一种基于情景感知的作物冠层图像采集装置，其特征在于，包括：支架，固定在作物生长区域，至少用于提供支撑作用；第一垂直驱动机构及第二垂直驱动机构，均设于所述支架上，相邻设置，用于提供上下移动的动力及导向；第一支撑杆及第二支撑杆，均水平设置，且所述第一支撑杆的一端固定于所述第一垂直驱动机构上，以使所述第一垂直驱动机构驱动所述第一支撑杆上下移动，所述第一支撑杆的另一端则用于延伸至作物冠层上方；所述第二支撑杆的一端固定于所述第二垂直驱动机构上，以使所述第二垂直驱动机构驱动所述第二支撑杆上下移动，所述第二支撑杆的另一端则用于延伸至作物冠层上方；并且所述第一支撑杆位于所述第二支撑杆下方；第一土壤水分传感器及第二土壤水分传感器，用于埋设于土壤内部、测量土壤水分，且第一土壤水分传感器的埋设深度小于所述第二土壤水分传感器的埋设深度；土壤温度传感器，用于设置在土壤表面、测量土壤表面温度；雨量计，用于设置在作物种植区域、测量降水；空气温湿度传感器，设置在所述第一支撑杆上，用于测量作物冠层附近的空气温湿度；光强传感器，设置在所述第一支撑杆上，用于测量作物冠层附近的光强；灰板，设置在所述第一支撑杆上，并位于作物冠层顶部；风速传感器，设置在所述第一支撑杆上，用于测量作物冠层或作物冠层附近的风速；图像采集器件，设置于所述第二支撑杆的端部，位于作物冠层上方，用于采集作物冠层图像；环形光源，设置于所述第二支撑杆端部，并环绕所述图像采集器件分布，用于亮度较低或夜晚拍摄时为所述图像采集器件补光；超声波传感器，设置于所述第二支撑杆端部，与所述图像采集器件等高，用于实时检测所述图像采集器件与作物冠层的距离，以确定最佳拍摄距离；数据处理系统，与所述第一垂直驱动机构、第二垂直驱动机构、第一土壤水分传感器、第二土壤水分传感器、土壤温度传感器、雨量计、空气温湿度传感器、光强传感器、风速传感器、图像采集器件、环形光源、超声波传感器连接，用于：调整所述第一垂直驱动机构、第二垂直驱动机构的运行，以使第一支撑杆、第二支撑杆位于设定的高度，进而确定所述图像采集器件的高度以及所述灰板的高度；根据所述第一土壤水分传感器、第二土壤水分传感器、土壤温度传感器、雨量计、空气温湿度传感器、风速传感器检测的数据，判断天气状况，同时根据超声波传感器的检测数据，从而调整所述图像采集器件的拍摄频率、拍摄高度；根据所述第一土壤水分传感器、第二土壤水分传感器、土壤温度传感器、雨量计、空气温湿度传感器、风速传感器检测的数据，判断作物生长环境状况，同时根据光强传感器，判断光强，从而调整所述图像采集器件的包括快门速度、ISO感光度、对焦距离和光圈数值在内的拍摄参数，以及控制环形光源的运行参数；同时，所述数据处理系统还用于存储上述处理过程的包括图像在内的各类数据。