一种龙门式园艺小植株作物高光谱图像采集系统技术方案

本实用新型专利技术属于现代农业技术领域，公开了一种龙门式园艺小植株作物高光谱图像采集系统，支架上部通过螺栓固定有伺服电机；伺服电机通过同步带连接有运动平台；运动平台的两端滑动连接在滑轨上；滑轨安装在支架上部两侧；运动平台上通过螺栓固定有高光谱相机、微型计算机、电池和主动光源灯；高光谱相机通过光纤与微型计算机连接；微型计算机通过WiFi连接有笔记本电脑等；笔记本电脑控制高光谱相机采集图像和伺服电机运转带动运动平台运动。本实用新型专利技术可以对多种园艺小植株作物采集高光谱图像，结构简单，操作方便。

A high spectral image collection system for Longmen type horticultural plant crops

The utility model belongs to the field of modern agricultural technology, a Longmen style gardening plant crop hyperspectral image acquisition system is open, the upper part of the bracket by bolts with a servo motor; servo motor through the synchronous belt is connected with the moving platform; at both ends of the sliding motion platform is connected with the sliding rail; rail on the upper part of the bracket on the moving platform on both sides; by bolts hyperspectral camera, computer, battery and active light source; hyperspectral camera connected by optical fiber and micro computer; micro computer is connected with the notebook computer through a WiFi notebook computer control; hyperspectral camera image acquisition and servo motor drives the movement of the platform. The utility model can collect hyperspectral images for a variety of horticultural plants, and the structure is simple and the operation is convenient.

【技术实现步骤摘要】
一种龙门式园艺小植株作物高光谱图像采集系统
本技术属于现代农业
，尤其涉及一种用于园艺小植株作物的龙门式高光谱图像采集系统。
技术介绍
高光谱图像(Hyperspectralimage)：光谱分辨率小于10nm的光谱图像称为高光谱图像。高光谱图像是通过高光谱设备获取的一个数据立方，是图像与光谱的结合，在目标的空间特征图像上，每个像素均有一条光谱信息。图像信息可以反映样本的大小、形状、纹理等特征，而光谱信息能充分反映样品内部的物理结构、化学成分的差异。高光谱图像的推扫成像原理，要求样品与高光谱设备之间有稳定的相对运动。为了获取稳定的高光谱图像，小样本可放置在实验室光箱内移动平台上，通过平台移动，主动光源照射，高光谱相机推扫采集样品高光谱图像。综上所述，现有技术存在的问题是：但对于苗圃、温室或室外栽培的的蔬菜、水果等园艺小植株作物的高光谱图像采集，存在高光谱成像设备与样本之间垂直正射并保持相对定速、匀速运动困难的问题，难以采集到稳定的、合格的高光谱图像。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本技术提供了一种结构简单，造价低廉的用于园艺小植株作物的龙门式高光谱图像采集系统，该系统可根据光照强度情况决定是否启用主动光源，调整曝光时间与采集速度，提高了图像采集精度。本技术是这样实现的，一种龙门式园艺小植株作物高光谱图像采集系统，所述龙门式园艺小植株作物高光谱图像采集系统的支架上部通过螺栓固定有伺服电机；所述伺服电机通过同步带连接有运动平台；所述运动平台的两端滑动连接在滑轨上；所述滑轨安装在支架上部两侧；所述滑轨上通过螺栓固定有高光谱相机、微型计算机、电池和主动光源灯；所述高光谱相机通过光纤与微型计算机连接；所述电池分别通过导线连接微型计算机和高光谱相机；所述微型计算机通过WiFi连接有笔记本电脑。进一步，所述支架上通过螺栓固定有接近传感器；所述接近传感器位于伺服电机的对立面。进一步，所述支架的一侧通过螺栓固定有电气箱；所述电气箱通过导线分别连接伺服电机和笔记本电脑；所述笔记本电脑安置在笔记本托板上；所述笔记本托板通过螺栓固定在支架的一侧。进一步，所述支架的下部通过螺栓固定有滚轮。进一步，所述主动光源灯为两个并通过导线连接外部供电装置；所述主动光源灯通过连接板悬吊在运动平台及支架两侧。进一步，所述笔记本电脑可设置运动平台运行方向、速度、起始位置、行程等参数，并通过伺服电机带动运动平台运动。本技术通过设置在龙门架上的高光谱相机相对于栽培作物匀速运动，实现园艺小植株作物高光谱图像稳定准确采集。所述运动平台上设置高光谱相机、用于高光谱图像存储的微型计算机、电池等，快速存储高光谱图像数据，减少或缩短设备间线缆，提高作业效率、减少线缆挂扯潜在危险。所述用于高光谱图像存储微型计算机，与用于高光谱图像采集控制、监控的笔记本电脑，两台电脑间采用WiFi通讯，减少或缩短设备间线缆。所述龙门式园艺小植株高光谱图像采集系统通过滚轮移动，在作业现场不同区域间移动，对不同植株采集高光谱图像。本技术通过伺服电机运动带动载有高光谱相机的运动平台匀速运动，保持高光谱相机与待测作物植株正射，使高光谱相机与待测作物植株间相互匀速运动，实现对作物植株的推扫，操作方便，采集的高光谱图像稳定可靠。可在苗圃、温室或室外等作业现场不同样本区域移动，对不同植株高光谱图像采集，操作简单。采用WiFi实现高光谱数据存储计算机与监控、控制计算机之间数据实时传输，信息采集便捷、快速存储高光谱图像，结构和作业便捷性上优于现有的单机控制与存储。根据作业现场光照条件、决定是否启用主动光源，进而调节相机曝光时间和平台运动速度，提高高光谱图像的准确性。附图说明图1是本技术实施例提供的龙门式园艺小植株作物高光谱图像采集系统结构示意图；图中：1、滚轮；2、支架；3、接近传感器；4、同步带；5、滑轨；6、运动平台；7、微型计算机；8、电池；9、高光谱相机；10、主动光源灯；11、伺服电机；12、电气箱；13、笔记本电脑托板；14、笔记本电脑。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。下面结合附图对本技术的应用原理作详细的描述。如图1所示，本技术实施例提供的龙门式园艺小植株作物高光谱图像采集系统包括：滚轮1、支架2、对应支架2上设置的接近传感器3、同步带4、滑轨5、运动平台6、用于高光谱图像存储的微型计算机7、电池8、高光谱相机9、主动光源灯10、伺服电机11、电气箱12、笔记本托板13及用于数据监控和高光谱图像采集控制的笔记本电脑14。在作业现场，可通过滚轮1的运动，将龙门式园艺小植株高光谱图像采集系统移动到待采集样本的上方，并锁定。在运动平台6上分别设置了微型计算机7、电池8、高光谱相机9和两个主动光源10，其中两个主动光源10分别通过连接板悬吊在运动平台6与支架2两侧，可根据实际使用情况安装与拆卸；电池8向微型计算机7、高光谱相机9供电；微型计算机7与高光谱相机9之间可采用光纤连接，以提高高光谱图像大数据传输与存储速度；微型计算机7与用于数据监控和高光谱图像信息采集控制的笔记本电脑14通过WiFi进行高光谱图像采集操作指令与监控数据指令传输。同步带4、滑轨5、运动平台6与伺服电机11构成运动机构，通过笔记本电脑14设置运动参数，发送运动指令使伺服电机11通过同步带4带动运动平台6运动；接近传感器3采集运动平台6的距离，对运动平台6进行运动限位；电气箱12控制伺服电机11运动与急停。本技术通过在笔记本电脑上设置运动平台运行方向、速度、起始位置、行程等参数，并通过伺服电机运动带动载有高光谱相机的运动平台匀速运动，使高光谱相机与作物植株间相互匀速运动，实现对作物植株的推扫，操作方便，采集的高光谱图像稳定可靠。所述龙门式园艺小植株高光谱图像采集系统以PLC为控制单元，通过I/O口与伺服电机系统相连，根据笔记本电脑设置的速度参数以一定的频率向伺服电机系统发送脉冲信号，并将实时运行速度通过编码器反馈至PLC；通过I/O口接收位于运动平台起点与终点的接近开关信号，根据电平信号实现运动平台的归零与极点控制。该系统可在苗圃、温室或室外等作业现场不同样本区域移动，实现对不同植株高光谱图像采集，操作简单。采用WiFi实现高光谱数据存储计算机与监控、控制计算机之间数据实时传输，信息采集便捷、快速存储高光谱图像，结构和作业便捷性上优于现有的单机控制与存储。根据作业现场光照条件、决定是否启用主动光源，进而调节相机曝光时间和平台运动速度，提高高光谱图像的准确性。以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种龙门式园艺小植株作物高光谱图像采集系统，其特征在于，所述龙门式园艺小植株作物高光谱图像采集系统的支架上部通过螺栓固定有伺服电机；所述伺服电机通过同步带连接有运动平台；所述运动平台的两端滑动连接在滑轨上；所述滑轨安装在支架上部两侧；所述运动平台上通过螺栓固定有高光谱相机、微型计算机、电池和主动光源灯；所述高光谱相机通过光纤与微型计算机连接；所述电池分别通过导线连接微型计算机和高光谱相机；所述微型计算机通过WiFi连接有笔记本电脑。

【技术特征摘要】
1.一种龙门式园艺小植株作物高光谱图像采集系统，其特征在于，所述龙门式园艺小植株作物高光谱图像采集系统的支架上部通过螺栓固定有伺服电机；所述伺服电机通过同步带连接有运动平台；所述运动平台的两端滑动连接在滑轨上；所述滑轨安装在支架上部两侧；所述运动平台上通过螺栓固定有高光谱相机、微型计算机、电池和主动光源灯；所述高光谱相机通过光纤与微型计算机连接；所述电池分别通过导线连接微型计算机和高光谱相机；所述微型计算机通过WiFi连接有笔记本电脑。2.如权利要求1所述的龙门式园艺小植株作物高光谱图像采集系统，其特征在于，所述支架上通过螺栓固定有接近传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕强，邓烈，何绍兰，易时来，郑永强，谢让金，刘燕德，孙旭东，
申请(专利权)人：华东交通大学，中国农业科学院柑桔研究所，
类型：新型
国别省市：江西,36