空间多光谱信息采集装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种空间多光谱信息采集装置。该装置包括：中央控制器，以及与中央控制器连接的第一采集电路和第二采集电路，第一采集电路包括：与中央控制器连接的第一传感器驱动模块，以及与第一传感器驱动模块连接的可见光传感器，可见光传感器用于采集红、绿、蓝三个波段的空间光谱信息；第二采集电路包括：与中央控制器连接的第二传感器驱动模块，以及与第二传感器驱动模块连接的近红外传感器，近红外传感器用于采集近红外波段的空间光谱信息；中央控制器用于控制第一传感器驱动模块和第二传感器驱动模块驱动可见光传感器和近红外传感器同步采集空间光谱信息。本实施例装置结构简单，实现方便，成本低，可有效用于田间农作物长势信息的采集。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及图像采集技术，尤其涉及一种用于农作物田间信息采集的空间多光谱信息采集装置。
技术介绍
“精细农业”是未来农业发展的重要方向，主要包括三个方面一是采集田间农作物的长势信息，生成作物长势分布图；二是获取田间农作物生长条件的时空差异信息，例如田间地形、地貌、土壤类型、肥力和墒情等，并结合田间农作物的长势分布信息，通过集成农作物生长发育模拟模型，投入、产出模拟模型和农作物管理专家知识库等建立的农作物管理辅助决策支持系统，在决策者的参与下生成农作物管理、变量作业实施处方图；三是根据农作物管理、变量作业实施处方图生成控制命令，对农业机械的变量作业进行调整与控制， 实现农田作物精细农作管理。其中，田间信息是精细农业技术实践中的首要环节，特别是田间农作物的长势信息的获取尤为重要，其是进行精细农业的基础。目前，用于获取田间农业作物长势信息的信息采集装置主要包括两大类高光谱分辨率信息采集装置和高空间分辨率信息采集装置和高光谱分辨率信息采集装置，其中， 高光谱分辨率信息采集装置是采用高光谱传感器进行信息的采集，高光谱传感器虽然能较完整的测量出光谱曲线，但每次仅能测量空间的一个点，效率较低，难以满足田间农作物长势信息这种大量测量的需要。高空间分辨率信息采集装置主要包括普通的消费性相机和用于卫星的航拍仪器，这类信息采集装置可以实现较大的空间分辨率，但是，其仅能对可见光部分的波段进行响应，而无法对近红外波段进行有效测量，使得在田间农作物长势信息分析时，可靠性较差，结果不准确，且采用卫星拍摄时，成本较高，信息获取具有较大的滞后性；对于以上两方面的不足，美国GSI公司所推出的MS3100/4100系列产品提供了一种解决方法，可一次获得红R、绿G、蓝B、近红外OTR等4个波段中的任意3个，该产品虽然可以得到OTR波段的信息，但是该产品所采用的分光设备的成本很高，在实际应用和推广的过程中，将有难以预见的困难，而且最多一次只能获得3个波段的信息，限制了一起的适用范围；另外，美国Tetracam公司所研制了一种MCA多光谱相机，该光谱相机体积庞大，集成度低，安装和使用上有诸多不便，且该多光谱相机接口过于单一，灵活性较差，实用性较差，成为其推广使用的重大阻碍。综上，现有用于田间农作物长势信息的采集装置要么无法对近红外波段的光谱信息进行采集，导致信息获取不准确，要么成本高，价格昂贵，信息采集量大，信息采集滞后性大，使得现有信息采集装置的实用性较差。
技术实现思路
本专利技术提供一种空间多光谱信息采集装置，可有效克服现有技术存在的问题，降低成本，提高空间多光谱信息采集装置的实用性。本专利技术提供一种空间多光谱信息采集装置，包括中央控制器，以及与所述中央控制器连接的第一采集电路和第二采集电路，其中所述第一采集电路包括与所述中央控制器连接的第一传感器驱动模块，以及与所述第一传感器驱动模块连接的可见光传感器，所述可见光传感器用于采集红、绿、蓝三个波段的空间光谱信息；所述第二采集电路包括与所述中央控制器连接的第二传感器驱动模块，以及与所述第二传感器驱动模块连接的近红外传感器，所述近红外传感器用于采集近红外波段的空间光谱信息；所述中央控制器用于控制所述第一传感器驱动模块和第二传感器驱动模块，以驱动所述可见光传感器和近红外传感器同步采集空间光谱信息。上述的空间多光谱信息采集装置中，所述可见光传感器为可见光CMOS传感器；和 /或，所述近红外传感器为近红外CMOS传感器。上述的空间多光谱信息采集装置还可包括快门按键输入模块，连接在快门按键和中央控制器之间，用于消除快门按键按下时的电平抖动，以为所述中央控制器输入一个有效脉冲信号。上述的空间多光谱信息采集装置还可包括SDRAM存储模块，与所述中央控制器连接，用于一帧空间光谱信息采集过程中进行信息暂存；CF卡存储模块，与所述中央控制器连接，用于在一帧空间光谱信息采集完毕后，在所述中央控制器控制下将暂存在所述SDRAM存储模块的一帧空间光谱信息保存起来。上述的空间多光谱信息采集装置中，所述中央控制器采用FPGA为核心的控制器。本专利技术提供的空间多光谱信息采集装置，通过设置可见光传感器和近红外传感器，并通过对该两个传感器进行同步控制，可在同一时刻获得所要采集对象的红、绿、蓝和近红外四个波段的空间光谱信息，可用于田间农作物长势信息的采集中，空间多光谱信息采集装置结构简单，实现方便，成本低，且采集信息方便，可有效提高空间多光谱信息采集装置的实用性；同时，本专利技术空间多光谱信息采集装置中的中央控制器采用FPGA为核心的控制器，除可以实现采集装置内部复杂和精密的逻辑控制以外，还可以为外部提供更加灵活多样的控制接口和图像传输接口，解决了接口部分对于多光谱相机的推广的限制；此外， 本专利技术空间多光谱信息采集装置通过采用CMOS传感器，可有效提高图像的分辨率，减少采集装置的功耗和图像失真，提高信息采集的准确性和可靠性，基于本实施例装置采集的信息可准确反应农作物的营养和长势信息。附图说明图1为本专利技术空间多光谱信息采集装置实施例的结构示意图；图2为本专利技术实施例中快门按键输入模块对信号进行处理的原理示意图；图3为本专利技术实施例中传感器驱动模块的电路原理结构示意图；图4为本专利技术实施例整体结构示意图。具体实施例方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。 图1为本专利技术空间多光谱信息采集装置实施例的结构示意图。如图1所示，本实施例空间多光谱信息采集装置包括中央控制器1、第一采集电路2和第二采集电路3，所述第一采集电路2和第二采集电路3分别与中央控制器1连接，其中第一采集电路2包括第一传感器驱动模块21和可见光传感器22，第一传感器驱动模块21与中央控制器1连接， 可见光传感器22与第一传感器驱动模块21连接，该可见光传感器22可用于采集红、绿、蓝三个波段的空间光谱信息；第二采集电路3包括第二传感器驱动模块31和近红外传感器 32，第二传感器驱动模块31与中央控制器1连接，近红外传感器32与第二传感器驱动模块 31连接，该近红外传感器32可用于采集近红外波段的空间光谱信息；中央控制器1用于控制第一传感器驱动模块21和第二传感器驱动模块31，以分别驱动可见光传感器22和近红外传感器32同步采集空间光谱信息。本实施例空间多光谱信息采集装置可应用于田间农作物长势信息的采集中，在进行信息采集时，可通过中央控制器1控制可见光传感器22和近红外传感器32在某一时刻和地点进行信息的同步采集，获得农作物的红、绿、蓝和近红外四个波段的空间光谱信息，从而可利用该四个波段的空间光谱信息生成农作物长势分布图，以为精细农业实践提供基础。本实施例中，上述的可见光传感器22和近红外传感器32均可为CMOS传感器，具体地，可见光传感器22为可见光CMOS传感器，近红外传感器32为近红外CMOS传感器。相对于现有普遍采用CCD传感器的信息采集装置，采用CMOS传感器可具有较高的空间分辨率，较低的功耗和信息失真，可有本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种空间多光谱信息采集装置，其特征在于，包括：中央控制器，以及与所述中央控制器连接的第一采集电路和第二采集电路，其中：所述第一采集电路包括：与所述中央控制器连接的第一传感器驱动模块，以及与所述第一传感器驱动模块连接的可见光传感器，所述可见光传感器用于采集红、绿、蓝三个波段的空间光谱信息；所述第二采集电路包括：与所述中央控制器连接的第二传感器驱动模块，以及与所述第二传感器驱动模块连接的近红外传感器，所述近红外传感器用于采集近红外波段的空间光谱信息；所述中央控制器用于控制所述第一传感器驱动模块和第二传感器驱动模块，以驱动所述可见光传感器和近红外传感器同步采集空间光谱信息。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李民赞，张泽，李鑫，赵瑞娇，张彦娥，郑立华，孙红，李修华，安晓飞，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：11