[发明专利]一种自走式叶绿素荧光图像采集机器人及其采集方法

说明书

本发明涉及一种自走式叶绿素荧光图像采集机器人及其采集方法，属于植物病害自动检测技术领域。其中，采集机器人包括驱动系统及搭载在该驱动系统上的便携式叶绿素荧光成像系统、电源系统、导航系统与控制系统；驱动系统包括车体、安装在车体上受控制系统控制的动力装置及安装在车体两侧受动力装置驱动的车轮；便携式叶绿素荧光成像系统通过支架悬挂于车体的一侧；电源系统与动力装置、控制系统、便携式叶绿素荧光成像系统及导航系统电连接；控制系统与导航系统及便携式叶绿素荧光成像系统通讯连接。采用该机器人可对种植区域内被测植株的叶绿素荧光图像进行批次采集，在降低人工工作强度、提高工作效率的同时，能对植物病害进行及时检测预警。

技术领域

本发明涉及植物病害自动检测技术领域，具体地说，涉及一种自走式叶绿素荧光图像采集机器人及其采集方法。

背景技术

在传统农业中，通常是通过人工方式对农作物的病虫害等情况进行检测，不仅劳动强度大、效率低，且无法及时有效地对农作物病虫害等情况进行监测并提供预警。

荧光成像光谱分析技术具有灵敏度高、线性范围宽及不影响植株的生长等优点，对植物病害进行检测，在植物病害检测方面得到了比较广泛的应用，其中，利用叶绿素荧光可对植物的生长情况及各类营养元素缺乏症状进行鉴别。

公开号为CN104034710A的专利文献中公开了一种基于叶绿素荧光及成像技术的植物病害检测方法及装置，检测方法包括(1)利用蓝光激发活体植物叶片的叶绿素荧光，通过相机和滤光片采集得到叶绿素荧光图像；(2)对叶绿素荧光图像进行图像预处理，得到活体植物叶片部位的灰度图；(3)将灰度图进行图像分割得到子图像,并提取子图像的纹理特征和叶脉特征参数，将两个特征参数输入分类器进行判断；(4)根据活体植物叶片的纹理特征和叶脉特征参数，判别出健康和病害两类植物。检测装置包括光照箱、光源、计算机、彩色高速相机、放置活体植物叶片的采集平台；在光照箱内的底面向上，依次同轴装有采集平台，光源和彩色高速相机，彩色高速相机上的可调镜头朝下，可调镜头上装有滤光片，彩色高速相机通过Camera Link线与计算机相连。虽然其装置为便携式荧光仪，但是其工作效率仍偏低，难以及时进行植物病害检测并预警。

发明内容

本发明的目的是提供一种自走式叶绿素荧光图像采集机器人，以替代人工对被测植株的叶绿素荧光图像进行批量采集，降低人工工作强度、提高工作效率的同时，能对植物病害进行及时检测、预警；

本发明的另一目的是提供一种使用上述自走式叶绿素荧光图像采集机器人进行叶绿素荧光图像采集的方法。

为了实现上述目的，本发明提供的自走式叶绿素荧光图像采集机器人包括驱动系统及搭载在该驱动系统上的便携式叶绿素荧光成像系统、电源系统、导航系统与控制系统；驱动系统包括车体、安装在该车体上受控制系统控制的动力装置及安装在车体两侧受动力装置驱动的车轮；便携式叶绿素荧光成像系统通过支架悬挂于车体的一侧；电源系统与动力装置、控制系统、便携式叶绿素荧光成像系统及导航系统电连接；控制系统与导航系统及便携式叶绿素荧光成像系统通讯连接。

利用该机器人，可以根据事先规划好的采集路径，控制系统依据采集路径规划及导航系统反馈的信息，控制驱动系统行驶至不同位置处对不同被测植株依次进行叶绿素荧光图像采集，从而可对种植区域内的被测植株进行成批次、自动地采集，以减少人工工作强度、提高工作效率，并且可不间歇地采集，以能及时地对植物病害进行检测、预警。

具体的方案为位于车体两侧的车轮受动力装置驱动地独立转动。便于在采集过程中沿采集路径规划进行前进、后退、左转弯及右转弯。

另一个具体的方案为导航系统包括安装在车体上的陀螺仪定位器及用于测量车体一侧与其侧旁物体间间距的测距传感器。

另一个具体的方案为支架为可调支架。可根据种植区域与被测植株的实际情况调节便携式叶绿素荧光成像系统的相对位置，提高该人的适应范围。