一种橡胶树病虫害识别系统的手持设备技术方案

本发明专利技术涉及一种橡胶树病虫害识别系统的手持设备，属于橡胶树林智能管理领域，包括：枪式架体，所述枪式架体包括手柄架、伸缩架和三叉支架；图像采集器，设置于所述枪式架体上并能够朝向枪式架体的前侧拍摄图像；传感器系统，设置于所述枪式架体上并能够检测图像拍摄位置高度、检测植株茎干表皮厚度或/和植株直径；控制器，设置于所述枪式架体上，控制器分别与图像采集器和传感器系统电连接并能够对外发送传感器的数据和拍摄的图像；能够根据实际情况在橡胶林中对判断橡胶树病虫害的数据和图像进行便捷采集，并且能够与配置的后台处理器及数据库进行通信，从而现场进行病虫害识别，做到早发现早预防。

【技术实现步骤摘要】
一种橡胶树病虫害识别系统的手持设备
本专利技术涉及一种橡胶树病虫害识别系统的手持设备，属于橡胶树林智能管理领域。
技术介绍
天然橡胶(NaturalRubber，NR)具有优良的回弹性、绝缘性、隔水性及可塑性等特性，因此目前被广泛应用于工业、国防、交通、民生、医药、卫生等领域，是一种重要的工业原料和战略资源。天然橡胶99％以上的产量来自于巴西橡胶树[Heveabrasiliensis(Willd.exA.Juss.)Muell.Arg]，目前全球有60多个国家种植巴西橡胶树，其中90％以上集中于亚洲地区。我国经过多年的发展，天然橡胶产业不断壮大，现在海南、云南和广东等省区有1750多万亩胶园，年干胶产量80多万吨，产能超过100万吨，种植面积仅次于印度尼西亚和泰国，居世界第三位，产量仅次于泰国、印度尼西亚和越南，居世界第四位。橡胶树病重害问题一直是影响天然橡胶产量的重要因素之一。我国橡胶树病害主要以白粉病、炭疽病、棒孢霉落叶病和死皮等为主；害虫以六点始叶螨、介壳虫和小蠹虫发生危害为主。通常情况下，人们会提前预防或者根据受病虫害侵袭情况喷洒相应的农药，以防止病虫害的进一步恶化和大面积扩散，因此准确诊断病虫害及尽早掌握病害情况和发病特点，对保证天然橡胶产量，减少胶农经济损失意义重大。目前，我国橡胶树病虫害的发病情况诊断主要是采用传统的人工识别方式进行诊断，这对参与人员的专业能力要求很高，且劳动强度大，不易操作。另外，由于病害的直接观察者专业知识欠缺而病害症状复杂多变，而专家数量极少，不能一直在田间地头为胶农提供咨询服务，导致病虫害误诊及最佳防治时机的错失，进而造成盲目、不合理地施药，不仅不能有效地控制病害，反而带来生态环境污染等一系列问题。因此，实现橡胶树病虫害的智能识别、诊断，做到早发现早防治对于减少经济损失，减轻环境污染具有重要现实意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种能够方便于在橡胶林中使用的手持设备，能够根据实际情况在橡胶林中对判断橡胶树病虫害的数据和图像进行便捷采集，并且能够与配置的后台处理器及数据库进行通信，从而现场进行病虫害识别，做到早发现早预防。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种橡胶树病虫害识别系统的手持设备，包括：枪式架体，所述枪式架体包括手柄架、伸缩架和三叉支架，所述手柄架连接在伸缩架的后端并能够单手持握，所述三叉支架设置在伸缩架的前端，伸缩架能够向前推出所述三叉支架使其抵于植株茎干上；图像采集器，设置于所述枪式架体上并能够朝向枪式架体的前侧拍摄图像；传感器系统，设置于所述枪式架体上并能够检测图像拍摄位置高度、检测植株茎干表皮厚度或/和植株直径；控制器，设置于所述枪式架体上，控制器分别与图像采集器和传感器系统电连接并能够对外发送传感器的数据和拍摄的图像。可选的，所述传感器系统包括距离传感器、超声波传感器和角度传感器；距离传感器用于测量图像拍摄位置的高度，超声波传感器用于检测植株茎干表皮厚度，角度传感器包括左角度传感器和右角度传感器。可选的，所述三叉支架包括左臂体、右臂体、架座、树径软带和控制器；右臂体与左臂体的长度相同并呈八字形分布，并且右臂体和左臂体的后端分别与架座铰接连接；在左臂体和右臂体与架座的铰接处分别设置有扭力弹簧；左角度传感器设置在左臂体与架座的铰接处，右角度传感器设置在左臂体与架座的铰接处；树径软带的左右两端分别连接左臂体和右臂体的前端，该树径软带能够沿周向贴合植株并带动右臂体相对于左臂体转动；根据左臂体和右臂体的长度、左臂体与右臂体的夹角计算植株的直径。可选的，在右臂体和左臂体的前端分别设置有超声波支架，超声波支架包括转向架和位于转向架两侧的两个弧形推臂，弧形推臂能够带动转向架相对于右臂体或左臂体转动使设置在转向架上的超声波传感器始终朝向植株茎干中心，该超声波传感器用于测量树皮厚度。可选的，所述伸缩架包括外套筒和多个伸缩节，伸缩节设置在外套筒内且能够从相邻伸缩节或外套筒中伸出或缩入，在伸缩架的外套筒的后端设置有拍摄安装位，图像采集器能够固定安装在该拍摄安装位处并朝向伸缩架的前端拍摄图像；在外套筒的后端还设置有卷尺机构，该卷尺机构包括有卷尺收纳器、对位栅、展示窗、定位滑环、窗口导轮和柔性尺体；卷尺收纳器设置在外套筒的后端，展示窗设置在外套筒的侧壁上，展示窗内侧的左右方分别设置了窗口导轮，对位栅设置在卷尺收纳器的前侧，柔性尺体的自由端经过窗口导轮和展示窗后穿过对位栅并从伸缩节中引出然后连接定位滑环，定位滑环套于三叉支架的树径软带上且能够沿树径软带滑动，可以从该展示窗读取柔性尺体上的刻度从而确定橡胶树的拍摄距离。可选的,在伸缩架上设置有树叶样本架，该树叶样本架位于图像采集器的拍摄方向上并用于固定橡胶树的树叶样本；树叶样本架包括样本台、透明压板、U形弹片和连接环；样本台的下端连接到伸缩节上，透明压板设置于样本台靠近图像采集器的一侧，透明压板的边沿与样本台可转动地连接，透明压板的下边沿通过U形弹片可转动地连接样本台；连接环设置在伸缩节上，样本台与所述连接环铰接连接，样本台能够转动至水平方向或竖向；所述连接环与伸缩节可转动地连接并能够将样本台从伸缩节的上方转动到其下方。可选的,所述手柄架包括托架部、柄架部、杆架部和尾架部；托架部与伸缩架固定连接，柄架部与托架部连接并用于单手持握，杆架部连接柄架部，尾架部与杆架部连接并能够抵于手肘处，尾架部呈朝上的月牙状，在尾架部设置有柔性绑带，该柔性绑带能够将尾架部捆绑在人体手臂上。可选的,所述控制器通信连接有后台处理器，该后台处理器连接有病虫害数据库，该病虫害数据库存储有病虫害信息，病虫害信息包括症状特征、症状诱因、症状影响及症状预防和治疗措施；后台处理器，能够接收图像采集器发送的图像，并提取图像中的症状数据，将症状数据和病虫害数据库中的症状特征进行对比匹配，所述症状数据包括颜色、形状、分布位置和面积。可选的,在枪式架体上设置有触控屏，所述触控屏能够接收并显示所匹配的病虫害信息；后台处理器通信连接有云端服务器，云端服务器通信连接有移动端；云端服务器能够同步病虫害信息和症状数据；移动端能够验证或修改后台处理器的匹配结果，或能够手动完成症状数据与症状特征的匹配。可选的,枪式架体上还设置有本地数据库，本地数据库存储有各病虫害的症状模型，症状模型包括颜色和形状，控制器与本地数据库连接并对将拍的图像放入症状模型中比较，以判断植株是否遭受病虫害。本专利技术的有益效果为：1、本方案中对手持设备的结构进行特殊的设计，使其集成的传感器系统能够实现树径的检测、图像拍摄高度的检测、拍摄水平距离的调整、树皮厚度的准确检测等功能；2、持设备具有枪式的架体，能够更加贴合人体手部特征，方便于单手持握，并且其前端的三叉式结构都能够贴合匹配大多数橡胶树的树干进行快速的树径检测计算；3、三叉支架能够利用左右臂体的配合进行树径的检测，树径软带能够带动左右臂体贴近植株，并且当左右臂体均贴近植株表面的时候，伸缩架能够刚好指向植株的中心，有利于传感本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种橡胶树病虫害识别系统的手持设备，其特征在于,包括：/n枪式架体，所述枪式架体包括手柄架(9)、伸缩架(8)和三叉支架(11)，所述手柄架(9)连接在伸缩架(8)的后端并能够单手持握，所述三叉支架(11)设置在伸缩架(8)的前端，伸缩架(8)能够向前推出所述三叉支架(11)使其抵于植株茎干上；/n图像采集器(2)，设置于所述枪式架体上并能够朝向枪式架体的前侧拍摄图像；/n传感器系统(3)，设置于所述枪式架体上并能够检测图像拍摄位置高度、检测植株茎干表皮厚度或/和植株直径；/n控制器(1)，设置于所述枪式架体上，控制器(1)分别与图像采集器(2)和传感器系统(3)电连接并能够对外发送传感器的数据和拍摄的图像。/n

【技术特征摘要】
1.一种橡胶树病虫害识别系统的手持设备，其特征在于,包括：
枪式架体，所述枪式架体包括手柄架(9)、伸缩架(8)和三叉支架(11)，所述手柄架(9)连接在伸缩架(8)的后端并能够单手持握，所述三叉支架(11)设置在伸缩架(8)的前端，伸缩架(8)能够向前推出所述三叉支架(11)使其抵于植株茎干上；
图像采集器(2)，设置于所述枪式架体上并能够朝向枪式架体的前侧拍摄图像；
传感器系统(3)，设置于所述枪式架体上并能够检测图像拍摄位置高度、检测植株茎干表皮厚度或/和植株直径；
控制器(1)，设置于所述枪式架体上，控制器(1)分别与图像采集器(2)和传感器系统(3)电连接并能够对外发送传感器的数据和拍摄的图像。


2.如权利要求1所述的橡胶树病虫害识别系统的手持设备，其特征在于，所述传感器系统(3)包括距离传感器、超声波传感器(305)和角度传感器；距离传感器用于测量图像拍摄位置的高度，超声波传感器(305)用于检测植株茎干表皮厚度，角度传感器包括左角度传感器(304)和右角度传感器(303)。


3.如权利要求2所述的橡胶树病虫害识别系统的手持设备，其特征在于，所述三叉支架(11)包括左臂体(1102)、右臂体(1101)、架座(1108)、树径软带(1103)和控制器(1)；右臂体(1101)与左臂体(1102)的长度相同并呈八字形分布，并且右臂体(1101)和左臂体(1102)的后端分别与架座(1108)铰接连接；在左臂体(1102)和右臂体(1101)与架座(1108)的铰接处分别设置有扭力弹簧；左角度传感器(304)设置在左臂体(1102)与架座(1108)的铰接处，右角度传感器(303)设置在左臂体(1102)与架座(1108)的铰接处；树径软带(1103)的左右两端分别连接左臂体(1102)和右臂体(1101)的前端，该树径软带(1103)能够沿周向贴合植株并带动右臂体(1101)相对于左臂体(1102)转动；根据左臂体(1102)和右臂体(1101)的长度、左臂体(1102)与右臂体(1101)的夹角计算植株的直径。


4.如权利要求3所述的橡胶树病虫害识别系统的手持设备，其特征在于，在右臂体(1101)和左臂体(1102)的前端分别设置有超声波支架(12)，超声波支架(12)包括转向架(1201)和位于转向架(1201)两侧的两个弧形推臂(1201)，弧形推臂(1201)能够带动转向架(1201)相对于右臂体(1101)或左臂体(1102)转动使设置在转向架(1201)上的超声波传感器(305)始终朝向植株茎干中心，该超声波传感器(305)用于测量树皮厚度。


5.如权利要求3所述的橡胶树病虫害识别系统的手持设备，其特征在于，所述伸缩架(8)包括外套筒和多个伸缩节(801)，伸缩节(801)设置在外套筒内且能够从相邻伸缩节(801)或外套筒中伸出或缩入，在伸缩架(8)的外套筒的后端设置有拍摄安装位，图像采集器(2)能够固定安装在该拍摄安装位处并朝向伸缩架(8)的前端拍摄图像；在外套筒的后端还设置有卷尺机构，该卷尺机构包括有卷尺收纳器(802)、对位栅(803)、展示窗(806)、定位滑环(804)、窗口导轮(805)和柔性尺体(807)；卷尺收纳器(802)设置在外套筒的后端，展示窗(806)设置在外套筒的侧壁上，展示窗(806)内侧的左右方...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙亮，张宇，刘文波，王真辉，刘辉，胡义钰，袁坤，何其光，冯成天，
申请(专利权)人：中国热带农业科学院橡胶研究所，
类型：发明
国别省市：海南;46