[发明专利]基于轮式小车的田间作物图像采集装置

说明书

本发明涉及一种基于轮式小车的田间作物图像采集装置，该装置由可升降轮式底盘、可移动暗室、GPS导航系统、小车控制系统、作物图像采集系统、太阳能供电系统、计算机等7个功能模块组成。轮式底盘最大负载为150Kg；升降杆可满足不同高度的作物对信息采集时的需要，原地转弯轴可使小车原地转弯；小车所携带的移动暗室消除了光照和周围植物对作物采集时的干扰；GPS导航系统实现了小车的自动化；太阳能电池板供电解决了小车用电需求；控制系统包含轮式小车田间信息自动采集软件，还分别连接数码相机和PLC，完成二者的通讯；计算机可以自动保存小车采集的作物图像，方便日后查看和使用。使用本发明来进行田间作物图像的采集，可以大大节省人力。

技术领域

本发明为一种适用于田间作物的轮式小车装置，可以自动采集田间作物的数字化图像。该装置由可升降轮式底盘、可移动暗室、GPS导航系统、小车控制系统、作物图像采集系统、太阳能供电系统、计算机等7个功能模块组成，利用可升降轮式底盘和RGB相机采集作物不同时期的图像，利用计算机保存采集的作物图像，利用可移动暗室消除背景干扰的影响，利用GPS导航系统引导小车沿农作物行自动行走，利用太阳能电池板为小车提供电能，。

背景技术

随着人们生活水平的提高，对农产品的质量安全要求越来越高，农产品追溯体系的建立迫不及待，而农田信息采集是农产品溯源的关键步骤。目前，我国农产品田间信息采集主要依靠人工来完成，费时费力，同时准确性和实时性不强。随着信息和网络技术的日新月异，农业生产迎来了新的机遇。为此，本发明构建了一种轮式小车田间图像自动采集系统，它能够在田间按照设定路径行走并方便快捷无干预无损伤地采集农作物的生长图像。

发明内容

本发明提供一种可用于田间农作物图像获取，能够克服复杂地形、室外光照影响，能做到暗室拍照环境，能对不同高度的作物进行图像采集、能减少对作物的损伤又能原地转弯的成像装置，该装置由可升降轮式底盘、可移动暗室、GPS导航系统、小车控制系统、作物图像采集系统、太阳能供电系统、计算机等7个功能模块组成，

1)可升降轮式底盘：由于田间地形非常复杂，地面常有凹凸不平的情况，考虑到这些问题，该装置配备大直径车轮，并且装上减震弹簧和转向轴，使小车可以原地转弯并且可以稳定的在田间行驶。轮子的上方设计四根可升降的轴用于连接底盘，使底盘距地面的高度实现可调控。在四个轮子上分别安装一个直流电机，每个电机功率为100W，总负载能力在120-150Kg，左右两车轮相距1.5m。底盘上方安装太阳能电池板，以便太阳能电池板接受更多的太阳光照，产生更多电能。底盘下方安装数码相机用来采集图片。

2)可移动暗室：由于田间作物生长情况复杂，采集作物图片时经常会受到外界光照和目标作物以外的作物的影响，所以本发明设计的可移动暗室是由小车携带，当小车走到目标作物的正上方时，控制系统空控制由三面背景布组成的暗室自动降落，从而起到隔离光照和其他作物的作用。

3)GPS系统：该系统的作用是提前在田间规划好小车要走的路径，提前设定好小车到每一个小区中间都要停止，待相机拍完照再前进。在田间设立一个信号接收器，接收器接受卫星发来的信号后传到小车的控制系统，控制系统完成接下来的工作。该GPS的精度可达0.1m，完全适合田间小车的工作。

4)小车控制系统：该系统的作用是通过判断田间信号接收器接收的来自卫星的信号来确定小车的位置，然后根据实际情况将前进、后退和停止的信号传给PLC，来控制小车的前进、后退和停止，还可以控制相机拍照和暗室的升降。

5)图像采集系统：当小车在作物行间自动行走时，小车每前进到一个固定的小区就会停下，相机会自动采集作物的图像。与常规工业相机相比，数码相机不仅价格低廉，而且能获得分辨率更高的图像。