[实用新型]一种全自动农作物株高测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及农作物结构信息非接触、自动化测量领域，尤其涉及一种全自动农作物株高测量装置。

背景技术

通过农作物生长参数观测，鉴定农业气象条件对农作物生长发育和产量形成及品质的影响，为农业气象情报、预报以及农作物的气候评价、指导大田管理等提供依据，为高产、优质、高效、精准农业提供服务。农作物生长参数主要包括密度、叶面指数、株高、长势等，其中株高参数是农作物生长过程中的重要参数，主要依靠人工观测，如中国专利CN 204007409 U公开的装置，仍是需要人工使用装置完成测量。然而，人工观测存在工作量大，观测过程易受主观因素影响等。专利CN 102175156 B给出的依赖于运动机构的自动化测量装置，由于作物生长在风吹、日晒等作用环境中，运动机构易损坏，实用价值不高。

目前的株高自动测量技术主要包括超声波技术和单纯视觉测量技术。超声波技术由于信号处理简单、分辨力较强、价格低等优点广泛用于距离测量中。然而，普通超声波存在无法测量20cm以内距离的盲区问题，且由于波束发散大，定向精度不高，在农作物株高测量领域并未取得很好的效果。单纯视觉测量技术中，有基于单目视觉计算株高信息，也有利用双目视觉系统重构株高等信息的相关技术，但存在测量精度不高，模型复杂，计算量大，很难实际使用等缺点，所以并未得到广泛应用。

结构光技术广泛用于三维测量领域，主要可测量物体三维形貌。中国专利CN103438832 B公开了一种基于线结构光的三维影像测量方法，该方法通过提取线激光条中心线与被测物体边缘交点，得出该交点的三维信息值，从而达到测量目的。中国专利CN 205720668 U公开了结构光测距装置，给出了基于三角测量原理的三维测量装置。然而在农作物株高测量中，需要确定株高相对于生长水平面的高度，目前的结构光测量系统在建模或标定过程未考虑该应用场景，所以不适合直接用于测量农作物株高。对农作物株高参数实现自动化观测是实现高效、精细农业的基础和前提，是目前亟待解决的问题。

实用新型内容

实用新型目的：为实现农作物株高自动化测量，提高测量精度，本实用新型提供一种全自动农作物株高测量装置。

技术方案：一种全自动农作物株高测量装置，包括摄像机、线激光器控制处理器、壳体、横撑杆和竖撑杆，所述竖撑杆与地面垂直安装，所述横撑杆安装在竖撑杆上端且与竖撑杆相互垂直，所述壳体为下表面采用透明材料封装的长方体，所述壳体的上表面固定在横撑杆上，摄像机与线激光器安装在所述壳体内，所述摄像机的摄像头朝下；壳体内还设有电机，所述电机用于控制线激光器转动；所述摄像机、线激光器、电机分别与控制处理器信号连接。

进一步的，还包括L型支架和夹具，所述电机通过L型支架固定在壳体内的上表面，电机包括电机轴，所述夹具安装在电机轴上，夹具夹持住线激光器，所述线激光器与重垂线方向的安装夹角为满足且线激光器发出的光平面不通过摄像机坐标系原点。

进一步的，所述电机可转动的角度范围为

进一步的，所述线激光器功率不小于30mW。

进一步的，所述摄像机、线激光器、电机分别与控制处理器之间通过连接线连接。

进一步的，所述壳体内还设有无线通讯模块，所述摄像机、线激光器、电机分别与无线通讯模块连接，所述控制处理器上也设有无线通讯模块，用于与摄像机、线激光器、电机进行无线通讯。

进一步的，所述控制处理器为计算机。

进一步的，所述控制处理器包括DSP或ARM处理芯片及外围电路的嵌入式系统。

有益效果：本实用新型提供的一种全自动农作物株高测量装置，可以简单方便的实现农作物株高自动化测量，结构简单，容易安装，高效精细，非接触，无需人工测量株高，可自动测量并输出农作物株高，方便快捷，而且可以避免人工测量产生的主观因素影响。

附图说明

图1为全自动农作物株高测量装置结构图；

图2为控制激光器转动机构图。

图3是全自动农作物株高测量装置工作流程图。

图1和图2中：1-摄像机，2-激光器，3-控制处理器，4-壳体，5-连接线，6-横撑杆，7-竖撑杆，8-电机，81-电机轴，9-L型支架，10-夹具，11-地面，12-农作物。

具体实施方式