[实用新型]一种玉米根茬动态视觉识别采样系统

说明书

一种玉米根茬动态视觉识别采样系统，包括样本输送带上、设置在样本输送带上的样本采集箱，所述样本采集箱包括系统控制器、定位天线、作业状态传感器、激光雷达相机、位置传感器、光源组件及照度传感器，所述系统控制器及定位天线均安装在样本采集箱外部上方，作业状态传感器、激光雷达相机、光源组件均安装在样本采集箱内部上方，照度传感器和位置传感器均安装在样本采集箱内，位于样本输送带两侧，作业状态传感器、激光雷达相机、位置传感器、光源组件及照度传感器分别连接系统控制器，在样本采集箱出入口两侧均设置有遮光帘。可有效缩短采样工作流程，降低人工采样劳动强度，提高测算效率及准确性。

技术领域

本实用新型属于农机技术领域，特别是涉及一种玉米根茬动态视觉识别采样系统。用于农业玉米根茬在田间秸秆占比情况及根系形态反映作物生长情况的相关研究，实现玉米根茬形态特征的数字化获取。

背景技术

秸秆中蕴涵巨大的养分资源，秸秆还田是培肥地力的农作增产措施，也是解决焚烧秸秆引起污染的直接手段，秸秆还田占比的多少直接影响种子的出苗率及腐熟剂的使用量。国内外秸秆相关研究多对地表秸秆覆盖率进行测算，对根茬在田间的含量只采用估算方法，不能够准确测算田间秸秆总量。根系形态可有效反映在该土壤环境中作物成熟后的生长状态，目前相关研究工作未见对根系进行大面积采样进行分析，其主要原因是秸秆根茬提取工作多为人工形式，劳动量大，根茬提取机械偶有研究，但主要为提取秸秆，而非提取秸秆样本，损伤性较大，人工提取的样本需运回实验室进行储藏并通过相机拍照、量尺等方式，研究其结构形态，面对大量根茬采样工作，耗时费力且成本投入大，无法有效大面积开展相关研究。现有视觉识别秸秆相关技术是对地表秸秆测算秸秆在田间覆盖率进行测算，根系在土壤中，无法直接获取，且受自然环境影响，需要在相对的稳定光源下进行，因此，目前根茬在田间的占比情况一般还采用固定系数进行估算，无法满足田间秸秆总量的准确测算。

实用新型内容

针对上述存在的大量玉米根茬样本提取工作效率低、劳动强度大及动态采样难等技术问题。本实用新型提供一种玉米根茬动态视觉识别采样系统，通过根茬提取装置将玉米根茬输送至采样识别箱内，玉米根茬在箱内行进过程中，对玉米根茬进行数字化批量采样，采样数据包含相对采集点的三参数定位坐标、样本外观图像及深度图像，并记录在采样系统的存储器中，供用户后续研究使用。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

本实用新型一种玉米根茬动态视觉识别采样系统，包括样本输送带上、设置在样本输送带上的样本采集箱，所述样本采集箱包括系统控制器、定位天线、作业状态传感器、激光雷达相机、位置传感器、光源组件及照度传感器，所述系统控制器及定位天线均安装在样本采集箱外部上方，所述作业状态传感器、激光雷达相机、光源组件均安装在样本采集箱内部上方，照度传感器固定在样本采集箱中下部，位于样本输送带两侧，位置传感器安装在样本采集箱内底部，位于样本输送带两侧，检测样本位置，作业状态传感器、激光雷达相机、位置传感器、光源组件及照度传感器分别连接系统控制器，在样本采集箱出入口两侧均设置有遮光帘。

进一步地，所述作业状态传感器固定在样本采集箱内侧顶部，位于玉米根茬入口处，判断玉米根茬在输送带的有无状态。

进一步地，所述激光雷达相机固定在样本采集箱内侧顶部中央位置，采集并存储玉米根茬的图像。

进一步地，所述的光源组件由用于视觉识别的高密度LED条形光源组成，设置8组，对称分置于激光雷达相机两侧。

进一步地，所述位置传感器为三组，分别位于采集箱内入口、中部及出口处三个位置。

进一步地，还是设置有标尺，安装在样本采集箱内与输送带连接的底部两侧。

进一步地，所述的遮光帘由多条遮光带并列设置构成。

进一步地，所述输送带上相同间隔设有橡胶挡板，玉米根茬位于两个橡胶挡板之间，玉米根茬随输送带通过样本采集箱采样。