[发明专利]一种农田冠层温度分布监测装置

说明书

本发明公开了一种农田冠层温度分布监测装置，包括安装塔、支撑架、球面镜、红外摄像头、数据传输模块和图像处理模块。其中，安装塔固定于田间；支撑架固定于安装塔的顶部；球面镜固定于支撑架上且球面侧朝向正下；红外摄像头固定于支撑架上且位于球面镜下方，用于拍摄球面镜成像，数据传输模块与红外摄像头连接，用于将拍摄的图像信息传输到田间网关或服务器；图像处理模块与田间网关或服务器连接，用于获取红外摄像头拍摄的球面镜成像并进行图像畸变校正，通过预设的红外光波长与冠层温度值的关系函数将图像转换为冠层温度分布图。相比于现有技术，本发明的农田冠层温度分布监测装置既能持续监测农田冠层温度，又能兼顾田间尺度覆盖率。

技术领域

本发明涉及冠层温度监测技术领域，特别是涉及一种农田冠层温度分布监测装置。

背景技术

冠层温度是诊断作物缺水状况的重要依据，基于作物冠层温度相关的指标，对作物水分状态进行量化评估，进而实现灌溉的决策及其自动化。这些指标包括：温度时间阈值，即当冠层温度高于某一设定阈值且超过一定时间时触发灌溉；作物水分胁迫指数，是一个以作物冠层温度与空气温度之差为决策依据的指标，并与空气湿度相关；温度指标日，是与胁迫和非胁迫作物冠层温度之差相关的指标。在利用这些指标进行灌溉决策时，往往只能在一个较小面积上方对冠层温度进行持续测量(持续是因为在决策时需要知道超过阈值的冠层温度持续的时间，比如上述的温度时间阈值方法，当然作物水分胁迫方法也有通过观察该指标在一天中是否超过规定时间来决策灌溉的)，对田间空间上的冠层温度分布情况并不能掌握，因此也不能综合考虑田间整体情况而进行灌溉决策，仅依据一个点上的数据得到的决策方案可能由于田间变异性而不能充分发挥节水、增粮等有益效果。

无人机是目前大尺度农田应用较多的设备，通过加载在无人机上的红外摄像头，虽然可大幅提高获取的冠层温度的空间覆盖度，但在时间分辨率上却很低，即不能持续地对这一大尺度上的农田冠层温度进行监测，对于发挥基于冠层温度的决策指标的有效性存在较大的缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种既能持续监测农田冠层温度，又能兼顾田间尺度覆盖率的农田冠层温度分布监测装置。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明公开了一种农田冠层温度分布监测装置，包括：

安装塔，所述安装塔固定于田间；

支撑架，所述支撑架固定于所述安装塔的顶部；

球面镜，所述球面镜固定于所述支撑架上，所述球面镜的球面侧朝向正下；

红外摄像头，所述红外摄像头固定于所述支撑架上且位于所述球面镜下方，所述红外摄像头用于拍摄所述球面镜成像；

数据传输模块，所述数据传输模块与所述红外摄像头连接，用于将所述红外摄像头拍摄的图像信息传输到田间网关或服务器；

图像处理模块，所述图像处理模块与所述田间网关或所述服务器连接，用于获取所述红外摄像头拍摄的球面镜成像并进行图像畸变校正，通过预设的红外光波长与冠层温度值的关系函数将图像转换为冠层温度分布图。

优选地，所述支撑架为黑色。

优选地，所述安装塔的高度不低于10m。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

相比于采用低处定点冠层温度检测的装置，能对大面积农田的冠层温度进行监测；相比于采用无人机拍摄方式，能实现冠层温度的持续监测；相比于简单地在高塔上架设红外摄像头，可检测到田间全方位的冠层温度变化；相比于在高塔简单架设红外摄像头并增加360度旋转装置，可避免使用动力装置引起的系统可靠性问题，如旋转装置故障等。因此，本发明通过球面镜成像的方法，既能对农田大尺度范围上进行持续的冠层温度监测，又具有结构简单，可靠性强的优点。

附图说明