一種田間光譜成像系統(tǒng)校正過(guò)程中自動(dòng)存取白板的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光譜技術(shù)、農(nóng)田信息檢測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種田間光譜成像系統(tǒng)校正過(guò)程中自動(dòng)存取白板的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]精細(xì)農(nóng)業(yè)要根據(jù)農(nóng)作物的生長(zhǎng)狀況及生長(zhǎng)環(huán)境狀況進(jìn)行精確的作業(yè)，因此精準(zhǔn)地采集田間作物信息顯得尤為關(guān)鍵。作物生長(zhǎng)信息的獲取技術(shù)是精細(xì)農(nóng)業(yè)的重要技術(shù)支撐之一，植物的生長(zhǎng)信息獲取技術(shù)主要包括利用其電學(xué)特性、光學(xué)特性和機(jī)器視覺(jué)技術(shù)等。
[0003]隨著光譜技術(shù)的發(fā)展，近紅外光譜技術(shù)、多光譜技術(shù)和高光譜技術(shù)在作物生長(zhǎng)信息的獲取應(yīng)用上開(kāi)始大量應(yīng)用，并顯示了其分析速度快、效率高、成本低、無(wú)需制備樣品等優(yōu)點(diǎn)，已成為一種快速、無(wú)損的現(xiàn)代分析技術(shù)。
[0004]例如公開(kāi)號(hào)為CN104422660A的中國(guó)專利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種高光譜的植物葉片病蟲(chóng)害診斷系統(tǒng)，屬于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。高光譜成像儀和線光源一起固連在電控位移臺(tái)上，受移動(dòng)平臺(tái)控制裝置控制一起移動(dòng)；在移動(dòng)過(guò)程中線光源照射標(biāo)定白板和被測(cè)植物葉片，高光譜成像儀采集數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)上傳到計(jì)算機(jī)；經(jīng)過(guò)圖像分析和處理軟件處理后，輸入已經(jīng)建立的病蟲(chóng)害三重診斷模型，實(shí)時(shí)定量得到植物的病蟲(chóng)害感染程度，據(jù)此分析決策是否對(duì)測(cè)量植物噴藥以及用藥種類劑量及噴頭形式。
[0005]公開(kāi)號(hào)為103439270A的中國(guó)專利文獻(xiàn)公開(kāi)一種基于反射和半透射高光譜圖像檢測(cè)桃果實(shí)冷害的裝置和方法，通過(guò)高光譜成像儀，獲取桃果實(shí)采后低溫貯藏不同冷害階段的反射和半透射高光譜圖像，分析冷害桃果實(shí)與正常果實(shí)的光譜值及圖像間的差異，提取響應(yīng)的特征參數(shù)，在此基礎(chǔ)上優(yōu)化確定反映桃果實(shí)冷害特征的變量集，建立基于Fisher判別方法對(duì)桃果實(shí)冷害判別的數(shù)學(xué)模型，所建基于反射和半透射高光譜圖像檢測(cè)模型的判別準(zhǔn)確率分別達(dá)到85.6%和95.6%?？梢詫?duì)采后冷害桃果實(shí)進(jìn)行準(zhǔn)確識(shí)別，代替人工檢測(cè)，降低水果采后貯藏的損失，可以用于水果采后的流通、貯藏和銷售過(guò)程中的檢測(cè)和監(jiān)測(cè)。
[0006]為了消除鏡頭中存在的暗電流以及光源的強(qiáng)度不均所產(chǎn)生的噪聲，我們需要進(jìn)行田間光譜圖像的黑白校正，而這個(gè)過(guò)程中白板的收取存在一個(gè)很大的問(wèn)題，并且為了保證白板的清潔，每次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后都要將其放到田間封閉的箱子里或者直接放在拖拉機(jī)等農(nóng)機(jī)上，十分不方便。因此，開(kāi)發(fā)一種田間光譜成像系統(tǒng)校正過(guò)程中自動(dòng)存取白板的裝置，用來(lái)滿足存取白板的高效性以及白板的整潔性，保證實(shí)驗(yàn)中作物信息采集的精準(zhǔn)性具有很大的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供了一種田間光譜成像系統(tǒng)校正過(guò)程中自動(dòng)存取白板的裝置，為后期實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所采集信息的精準(zhǔn)性提供了更加可靠的保證。此外，本發(fā)明也可用于田間近紅外光譜系統(tǒng)校準(zhǔn)平臺(tái)的研究與開(kāi)發(fā)。
[0008]—種田間光譜成像系統(tǒng)校正過(guò)程中自動(dòng)存取白板的裝置，包括:
[0009]支撐平臺(tái)；
[0010]升降平臺(tái)，處在所述支撐平臺(tái)的上方；
[0011]升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，安裝在支撐平臺(tái)上以驅(qū)動(dòng)所述升降平臺(tái)上下運(yùn)動(dòng)；
[0012]白板箱，設(shè)置在所述升降平臺(tái)上且?guī)в邢溟T(mén)；
[0013]白板支撐件，位于所述白板箱內(nèi)用于固定白板；
[0014]伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，安裝在所述白板箱內(nèi)用于帶動(dòng)白板支撐件進(jìn)出箱門(mén)；所述升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括:
[0015]轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在支撐平臺(tái)上的豎直絲杠；
[0016]固定在升降平臺(tái)上與所述絲杠配合的螺紋套；
[0017]水平安裝在支撐平臺(tái)上的齒輪軸；
[0018]與所述齒輪軸聯(lián)動(dòng)的升降電機(jī)；
[0019]安裝在齒輪軸以及豎直絲杠上相互配合的第一錐齒輪和第二錐齒輪。
[0020]本發(fā)明中通過(guò)升降平臺(tái)承載白板箱，而在白板箱內(nèi)通過(guò)伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)白板伸出或縮進(jìn)白板箱，該裝置可完成在田間校正過(guò)程中白板的自動(dòng)推送與收回，并且可保證在密閉的環(huán)境中儲(chǔ)存。
[0021]本發(fā)明中尤其對(duì)升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，根據(jù)裝置使用場(chǎng)景的特點(diǎn)，要求傳動(dòng)部分簡(jiǎn)單可靠，又要相對(duì)運(yùn)行平穩(wěn)精確。
[0022]本發(fā)明裝置通過(guò)錐齒輪進(jìn)行驅(qū)動(dòng)換向，再通過(guò)豎直絲杠驅(qū)動(dòng)升降平臺(tái)，可以滿足上述要求，另外維護(hù)安裝方便。
[0023]作為優(yōu)選，第一錐齒輪和第二錐齒封裝為減速箱，減速箱的輸入輸出端分別與齒輪軸以及豎直絲杠可拆卸連接。
[0024]作為優(yōu)選，所述豎直絲杠有四根，分布在支撐平臺(tái)的四角，所述螺紋套相應(yīng)的有四個(gè)，分布在升降平臺(tái)的四角。
[0025]豎直絲杠有四根，可以提高升降平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性，改進(jìn)了現(xiàn)有傳動(dòng)方式中一根絲杠加多根導(dǎo)向桿的方式，進(jìn)一步避免晃動(dòng)，提高控制精度。
[0026]為了進(jìn)一步提高四根絲杠的同步性，作為優(yōu)選，所述齒輪軸有四根，齒輪軸一端為所述第一錐齒輪，另一端安裝有第三錐齒輪，所述升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括與所述升降電機(jī)聯(lián)動(dòng)的傳動(dòng)桿，該傳動(dòng)桿上設(shè)置有兩個(gè)第四錐齒輪，每?jī)蓚€(gè)第三錐齒輪與其中一個(gè)第四錐齒輪嚙合。這樣可以通過(guò)一臺(tái)電機(jī)同步驅(qū)動(dòng)四根絲杠，且都是通過(guò)結(jié)構(gòu)相同的錐齒輪形式傳動(dòng)，，同步性大大提尚。
[0027]所述升降電機(jī)與傳動(dòng)桿通過(guò)同步帶或齒輪傳動(dòng)。升降電機(jī)與傳動(dòng)桿之間也是傳動(dòng)的一個(gè)環(huán)節(jié)，優(yōu)選采用控制精度較高的方式，例如同步帶或齒輪。
[0028]本發(fā)明裝置中，所述伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括:
[0029]安裝在白板箱內(nèi)的伸縮電機(jī)；
[0030]橫置在白板箱內(nèi)且受所述伸縮電機(jī)驅(qū)動(dòng)的伸縮臂，所述白板支撐件由該伸縮臂兼做。
[0031 ] 所述白板箱的內(nèi)壁設(shè)有引導(dǎo)白板支撐件的導(dǎo)向槽。
[0032]本發(fā)明裝置中的伸縮臂可以采用液壓方式或采用牽引方式驅(qū)動(dòng)，另外伸縮臂可以采用相互嵌套的多級(jí)形式，以加長(zhǎng)輸送行程。
[0033]所述白板箱的一側(cè)開(kāi)口且安裝有所述箱門(mén)，在白板箱與箱門(mén)之間設(shè)有開(kāi)門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0034]作為優(yōu)選，所述白板箱的開(kāi)口與箱門(mén)密封配合。這樣更可以保持白板箱內(nèi)部的清潔。采用可控的開(kāi)門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)關(guān)門(mén)。
[0035]作為一種實(shí)現(xiàn)方式，所述箱門(mén)為對(duì)開(kāi)的兩扇，在白板箱開(kāi)口部位設(shè)有箱門(mén)滑軌，在白板箱內(nèi)安裝有開(kāi)門(mén)電機(jī)，箱門(mén)上安裝有定滑輪，定滑輪與電機(jī)之間通過(guò)開(kāi)門(mén)拉索聯(lián)動(dòng)。
[0036]作為另一種實(shí)現(xiàn)方式，所述箱門(mén)的底沿軸接在白板箱開(kāi)口部位，在白板箱頂面安裝有開(kāi)門(mén)電機(jī)以及導(dǎo)向滾輪，在箱門(mén)和開(kāi)門(mén)電機(jī)之間通過(guò)繞置在導(dǎo)向滾輪上的開(kāi)門(mén)拉索聯(lián)動(dòng)。
[0037]作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述支撐平臺(tái)的底部設(shè)有可折疊的車輪。便于整個(gè)裝置的移動(dòng)。
[0038]為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，本發(fā)明裝置中設(shè)有用于感知升降平臺(tái)上升位置的第一傳感器，所述升降電機(jī)以及開(kāi)門(mén)電機(jī)受控于該第一傳感器的信號(hào)。
[0039]升降平臺(tái)上升預(yù)定高度后，第一傳感器發(fā)送信號(hào)，升降電機(jī)停止工作，而開(kāi)門(mén)電機(jī)工作打開(kāi)箱門(mén)。
[0040]本發(fā)明裝置中還設(shè)有用于感知升降平臺(tái)下降位置的第二傳感器，所述升降電機(jī)受控于該第二傳感器的信號(hào)。
[0041 ] 升降平臺(tái)下降預(yù)定高度后，第二傳感器發(fā)送信號(hào)，升降電機(jī)停止工作。
[0042]本發(fā)明裝置中還設(shè)有用于感知箱門(mén)開(kāi)啟位置的第三傳感器，所述開(kāi)門(mén)電機(jī)以及伸縮電機(jī)受控于該第三傳感器的信號(hào)。
[0043]箱門(mén)開(kāi)啟到預(yù)定位置后觸發(fā)第三傳感器，第三傳感器發(fā)送信號(hào)，開(kāi)門(mén)電機(jī)停止工作，而伸縮電機(jī)工作伸出白板。
[0044]本發(fā)明裝置中還設(shè)有用于感知箱門(mén)關(guān)閉位置的第四傳感器，所述開(kāi)門(mén)電機(jī)受控于該第四傳感器的信號(hào)。
[0045]箱門(mén)關(guān)閉到預(yù)定位置后觸發(fā)第四傳感器，第四傳感器發(fā)送信號(hào)，開(kāi)門(mén)電機(jī)停止工作。
[0046]本發(fā)明裝置中還設(shè)有用于感知白板伸出位置的第五傳感器，所述伸縮電機(jī)受控于該第五傳感器的信號(hào)。
[0047]白板伸出到預(yù)定位置后觸發(fā)第五傳感器，第五傳感器發(fā)送信號(hào)，伸縮電機(jī)停止工作。
[0048]本發(fā)明裝置中還設(shè)有用于感知白板復(fù)原位置的第六傳感器，所述伸縮電機(jī)以及開(kāi)門(mén)電機(jī)受控于該第六傳感器的信