本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)信息化領(lǐng)域，具體涉及一種智能化作物表型實(shí)時(shí)采集裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著農(nóng)業(yè)科技的不斷進(jìn)步，對作物表型信息的采集和分析需求日益增加。傳統(tǒng)的采集方法往往依賴于人工觀察，不僅耗時(shí)費(fèi)力，而且容易受到主觀因素的影響，導(dǎo)致采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性不高。因此，研發(fā)一種能夠?qū)崟r(shí)、高效、精準(zhǔn)采集作物表型信息的智能化裝置顯得尤為重要。

2、圖像識別技術(shù)是人工智能領(lǐng)域的一個(gè)重要分支，它利用計(jì)算機(jī)對圖像進(jìn)行處理、分析和理解，以識別各種不同模式的目標(biāo)和對象,已被廣泛運(yùn)用于各個(gè)領(lǐng)域。在現(xiàn)有技術(shù)中的采集設(shè)備，往往采用將攝像頭安裝于無人機(jī)底部，從而對作物的圖像進(jìn)行采集，這樣的方式能夠有效采集作物圖像，分析作物表型，但是現(xiàn)有技術(shù)的采集設(shè)備在使用中，由于無人機(jī)的影響，攝像頭在飛行過程中會(huì)受到較大的風(fēng)阻，使得攝像頭在圖像采集過程中會(huì)發(fā)生抖動(dòng)，導(dǎo)致采集的圖像模糊，影響作物表型的分析。

3、綜上所述，如何解決現(xiàn)有技術(shù)的采集設(shè)備在使用中，由于無人機(jī)飛行產(chǎn)生的風(fēng)力和自然風(fēng)的影響，攝像頭在飛行過程中會(huì)受到較大的風(fēng)阻，使得攝像頭在圖像采集過程中會(huì)發(fā)生抖動(dòng)和位置偏移，導(dǎo)致采集的圖像模糊甚至失真，影響作物表型的分析的問題已經(jīng)成為目前本領(lǐng)域亟需解決的難題。因此，有必要提出一種能夠降低攝像頭風(fēng)阻，提高拍攝穩(wěn)定性的智能化作物表型實(shí)時(shí)采集裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述問題，本發(fā)明提供一種智能化作物表型實(shí)時(shí)采集裝置，通過采集組件的設(shè)計(jì)，能夠自由的伸縮和旋轉(zhuǎn)攝像頭，調(diào)節(jié)攝像頭的拍攝高度和角度，且能夠?yàn)閿z像頭進(jìn)行破風(fēng)，大幅度降低風(fēng)阻，提高攝像頭的拍攝穩(wěn)定性，進(jìn)而提高作物表征分析的準(zhǔn)確性，從而為后續(xù)的作物管理提供良好的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種智能化作物表型實(shí)時(shí)采集裝置，包括無人機(jī)和控制器，控制器用于控制無人機(jī)飛行。

3、采集組件包括采集箱，采集箱轉(zhuǎn)動(dòng)配合于無人機(jī)底部，采集箱頂部設(shè)有用于帶動(dòng)采集箱轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件；采集箱內(nèi)部中空且底部開有開口，采集箱內(nèi)頂壁固定連接有第一伸縮桿，第一伸縮桿輸出軸通過開口延伸至采集箱外且固定連接有連接桿，連接桿底部固定連接有第二伸縮桿，第二伸縮桿輸出軸底部固定連接有攝像頭；控制器用于通過攝像頭識別作物當(dāng)前的植株高度、作物生長階段、作物病蟲害情況以及作物產(chǎn)量，并基于作物當(dāng)前的植株高度、作物生長階段、作物病蟲害情況以及作物產(chǎn)量，預(yù)估未來預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)作物的植株高度、作物生長階段、作物病蟲害情況以及作物產(chǎn)量；控制器用于控制第一伸縮桿和第二伸縮桿運(yùn)行。

4、第二伸縮桿輸出軸上沿其側(cè)壁周向鉸接有橫桿，橫桿側(cè)壁均對稱鉸接有三角板；三角板遠(yuǎn)離橫桿一側(cè)均固定連接有鉸接環(huán)，相鄰鉸接環(huán)均轉(zhuǎn)動(dòng)配合；連接桿側(cè)壁沿其周向固定連接有滑桿，滑桿遠(yuǎn)離連接桿一端均滑動(dòng)配合有滑套，滑套一端均與與其相鄰的橫桿頂部鉸接，三角板邊緣均呈流線型，三角板上設(shè)有用于輔助作物數(shù)據(jù)采集的輔助組件。

5、上述方案的技術(shù)原理如下：

6、通過控制器控制無人機(jī)飛向作物上空，并控制第一伸縮桿輸出軸延伸，第一伸縮桿輸出軸將帶動(dòng)連接桿延伸出采集箱外，進(jìn)而帶動(dòng)攝像頭延伸出采集箱外，此時(shí)通過控制器開啟攝像頭，即可對作物的圖像進(jìn)行采集，控制器通過攝像頭識別作物當(dāng)前的植株高度、作物生長階段、作物病蟲害情況以及作物產(chǎn)量，并預(yù)估未來預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)作物的植株高度、作物生長階段、作物病蟲害情況以及作物產(chǎn)量。

7、在采集過程中，通過控制器可調(diào)節(jié)第二伸縮桿的運(yùn)行，當(dāng)?shù)诙炜s桿輸出軸逐漸收縮時(shí)，三角板均從折疊狀態(tài)逐漸接近水平的狀態(tài)，在無人機(jī)飛行過程中，通過控制器可調(diào)節(jié)三角板的角度和收縮程度，進(jìn)而利用三角板對飛行過程中的氣流進(jìn)行導(dǎo)向，降低風(fēng)阻。且在調(diào)節(jié)三角板的角度和收縮程度的過程中，三角板上的輔助組件也會(huì)隨三角板共同運(yùn)動(dòng)，從而保護(hù)輔助組件的正常運(yùn)行。

8、控制無人機(jī)低空飛行和懸停時(shí)，通過控制器控制第二伸縮桿的輸出軸延伸，使得三角板收起，進(jìn)而可使得攝像頭和三角板上的輔助組件位于作物之間，近距離采集作物的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。

9、采用上述方案有以下有益效果：

10、1、本發(fā)明通過第一伸縮桿和采集箱的設(shè)計(jì)，使得攝像頭在未工作時(shí)，能夠位于采集箱內(nèi)，通過采集箱能夠有效對攝像頭進(jìn)行保護(hù)，進(jìn)而提高攝像頭的使用壽命；再通過第二伸縮桿和三角板的設(shè)計(jì)，使得三角板在未工作時(shí)，處于折疊狀態(tài)，在減少空間占用情況的同時(shí)，也能夠?qū)θ前迳系钠渌考M(jìn)行保護(hù)，進(jìn)一步提高裝置整體的使用壽命。

11、2、本發(fā)明通過第一伸縮桿、第二伸縮桿和三角板的設(shè)計(jì)，使得攝像頭在工作時(shí)，能夠延伸至采集箱外，進(jìn)而提高其圖像采集的視野，提高表征分析的全面性和準(zhǔn)確性；且在此過程中，流線型的三角板會(huì)對攝像頭周圍的氣流進(jìn)行導(dǎo)向，通過調(diào)節(jié)第二伸縮桿的運(yùn)行，能夠調(diào)節(jié)三角板的角度，進(jìn)而使得氣流隨著三角板的方向進(jìn)行流動(dòng)，降低氣流對攝像頭的阻力，進(jìn)而提高攝像頭的拍攝穩(wěn)定性，為后續(xù)作物的表征分析提供良好的基礎(chǔ)，進(jìn)而便于后續(xù)作物的管理。

12、3、本發(fā)明通過第二伸縮桿和三角板的設(shè)計(jì)，能夠有效調(diào)節(jié)三角板的角度和收縮程度，控制無人機(jī)低空飛行和懸停時(shí)，可使得攝像頭和三角板上的輔助組件位于作物之間，近距離采集作物的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，進(jìn)而有利于后續(xù)更好的采集作物的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。

13、進(jìn)一步，轉(zhuǎn)動(dòng)組件包括嵌入安裝于無人機(jī)內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)件，驅(qū)動(dòng)件輸出軸與采集箱頂部同軸固定連接，控制器用于控制驅(qū)動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。

14、有益效果：轉(zhuǎn)動(dòng)組件包括嵌入安裝于無人機(jī)內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)件，驅(qū)動(dòng)件輸出軸與采集箱頂部同軸固定連接，控制器用于控制驅(qū)動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。通過驅(qū)動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)，能夠帶動(dòng)采集箱轉(zhuǎn)動(dòng)；進(jìn)而使得三角板以及攝像頭均能夠轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而提高圖像采集以及其他數(shù)據(jù)采集的全面性；無需為了調(diào)整采集角度而使得無人機(jī)在飛行途中不斷調(diào)整飛行方向。

15、進(jìn)一步，輔助組件包括固定連接于三角板底部的若干照明燈和光強(qiáng)傳感器；控制器用于接收光強(qiáng)傳感器監(jiān)測的光照強(qiáng)度，基于光照強(qiáng)度控制照明燈為攝像頭進(jìn)行補(bǔ)光。

16、有益效果：當(dāng)光線較弱時(shí)，攝像頭采集的圖像可能會(huì)出現(xiàn)不清晰的狀況，此時(shí)通過控制器打開照明燈，為攝像頭進(jìn)行補(bǔ)光，優(yōu)化圖像采集的光照環(huán)境，增強(qiáng)圖像采集的清晰度，從而使得作物的表征分析更加準(zhǔn)確。

17、進(jìn)一步，三角板底部還固定連接有若干溫濕度傳感器，控制器用于接收溫濕度傳感器傳輸?shù)臏囟刃盘柡蜐穸刃盘枴?/p>

18、有益效果：控制器通過溫濕度傳感器能夠有效檢測作物生長環(huán)境中的溫度和濕度，便于后續(xù)對作物生長環(huán)境的溫度和濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而提高作物的生長狀態(tài)。

19、進(jìn)一步，連接桿和滑桿均選用不銹鋼材料。

20、有益效果：由于連接桿和滑桿均用于作物灌溉，故此選用不銹鋼制作，有效防止生銹腐蝕。

21、進(jìn)一步，無人機(jī)側(cè)壁開有若干用于供驅(qū)動(dòng)件散熱的散熱孔。

22、有益效果：散熱孔能夠有效幫助驅(qū)動(dòng)件散熱，提高驅(qū)動(dòng)件的性能，延長驅(qū)動(dòng)件的使用壽命。

23、進(jìn)一步，采集箱底部固定連接有防護(hù)層。

24、有益效果：防護(hù)層能夠大幅度降低采集箱由于磕碰造成的磨損，提高裝置整體的耐用程度。

25、進(jìn)一步，無人機(jī)底部對稱固定連接有支架。

26、有益效果：當(dāng)無人機(jī)降落時(shí)，支架能夠很好的為無人機(jī)提供支撐，避免無人機(jī)直接與地面接觸甚至碰撞，進(jìn)而提高裝置整體的實(shí)用性。

27、本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。