本发明涉及植物病害检测领域，具体地说，涉及一种便携式油菜叶片病害检测装置。
背景技术：
随着世界上人口数量的增多，粮食产量也日益增加，但是农作物在生长过程中难免会遭受病害的困扰，从而使农作物的产量和质量遭受到了影响。现有的农作物病害判断最普遍的还是依靠人工观察，但是这种方法容易受到人为因素的影响，除此之外，还有利用统计学的方法以过去一段时间的病害发生数据，对未来病害发生的概率进行预测，但是这种方法只是适用于大规模的概率预测。除此之外，还有农学专家系统，化学、生物学检测方法，但是这些方法都还存在着一些不足：农业专家系统智能性不足，化学、生物检测方法对操作人员要求高，操作繁琐，需要完备的试验条件。随着科技的发展，光谱检测技术应运而生，光谱检测技术具有快速、无损的优势，可以用于农作物早期的病害检测。
多光谱照相机是在普通航空照相机的基础上发展而来的。多光谱照相是指在可见光的基础上向红外光和紫外光两个方向扩展，并通过各种滤光片或分光器与多种感光元件的组合，使其同时分别接收同一目标在不同窄光谱带上所辐射或反射的信息，即可得到目标的几张不同光谱带的照片。
多光谱照相机可分为三类：第一是多镜头型多光谱照相机，它一般具有4-9个镜头，每个镜头各有一个滤光片，分别让一种较窄光谱的光通过，多个镜头同时拍摄同一景物，用一个感光元件同时记录几个不同光谱带的图像信息；第二是多相机型多光谱照相机，它是由几台照相机组合在一起，各台照相机分别带有不同的滤光片，分别接收景物的不同光谱带上的信息，同时拍摄同一景物，各获得一套特定光谱带的照片；第三是光束分离型多光谱照相机，它采用一个镜头拍摄景物，用多个三棱镜分光器将来自景物的光线分离为若干波段的光束，用多个感光元件分别将各波段的光信息记录下来。这三种多光谱照相机中，光束分离型照相机的优点是结构简单，图像重叠精度高，但成像质量差；多镜头和多相机型照相机则难以准确地对准同一地方，重叠精度差。
技术实现要素：
本发明的目的为提供一种搭载多光谱相机的便携式油菜叶片病害检测装置，
为了实现上述目的，本发明提供的搭载多光谱相机的便携式油菜叶片病害检测装置包括装置主体和设置在装置主体上的：
镜头，安装在装置主体的前端，用于获取油菜叶片的光信号，且在镜头的前端设有控制特定波长的光线进入镜头的滤光片切换器；
图像传感器，接收镜头在特定波长光线下获取的光信号并将光信号转化为数字图像；
存储器，用于存储健康油菜叶片和感病油菜叶片的光谱数据；
处理器，控制镜头参数，对从图像传感器得到的数字图像进行处理，并与存储器中健康油菜叶片的光谱数据进行比对得到叶片是否染病的判断结果。
上述技术方案中，滤光片切换器可切换换针对不同窄光谱带的滤光片，使得检测装置可以拍摄得到不同窄光谱带下油菜叶片的图像。简化了以往复杂的检测流程，在不破坏植株的前提下，降低检测成本并节省了检测时间，可广泛应用于油菜叶片是否染病的快速实时检测。
具体的方案为滤光片切换器包括固定在所述镜头前端的固定盘、安装在固定盘上的若干具有不同窄光谱带的滤光片以及可与固定盘旋转配合的外罩；外罩上设有一缺口，该缺口随外罩的旋转而转动到相应的滤光片处。滤光片切换器位于镜头最前端，外罩应采用不透光材料制作，用于遮盖住不需要用到的滤光片，使得只有特定波长的光线可以进入检测装置内。
更具体的方案为固定盘的中心设有一中心轴，该中心轴穿过外罩的中心，在中心轴的顶部设有防止外罩掉落的卡紧螺母。外罩可绕中心轴旋转，使缺口转动到相应的滤光片处。
另一个更具体的方案为固定盘上设有用于安装滤光片的卡槽。滤光片可以通过卡槽固定在固定盘上，也可以取下和更换，所以固定盘上携带的滤光片种类是灵活可变的。
另一个更具体的方案为固定盘与外罩之间设有锁定机构。当缺口随外罩旋转到某一设定的滤光片处时，利用锁定机构对固定盘与外罩进行锁定，防止外罩继续旋转。
进一步具体的方案为外罩的边缘设有包住固定盘边缘的折边；锁定机构包括设置在固定盘的边缘的凹槽以及设置在外罩的折边上并与凹槽对应的插销口，插销口内设有插销；每个滤光片对应设有一个凹槽，插销口设于缺口旁。当确定选取某个滤光片后可以通过插上插销固定固定盘和外罩的相对位置，保证其在使用过程中不发生相对移动。
另一个具体的方案为装置主体上设有用于将健康油菜叶片和感病油菜叶片的光谱数据导入存储器内的数据接口；装置主体的后端设有连接处理器的触摸显示屏，用于设定镜头的参数。触摸显示屏位于装置主体后端，使用者可以从触摸显示屏输入相关参数，并从中读取检测结果。
另一个具体的方案为镜头包括依次连接的光圈、透镜组和变焦环，滤光片切换器与变焦环相连；装置主体上设有连接光圈的快门。
透镜组和变焦环位于滤光片切换器和光圈之间，透镜组由多片透镜组成，各透镜之间的间距可通过位于透镜组外部的变焦环改变，从而改变镜头的拍摄焦距；光圈则可以控制进入图像感应器的光线的强弱。可拆卸镜头的滤光片切换器、透镜组及变焦环和光圈都可以由处理器单元自动控制。
优选的方案为装置主体一侧安装有用于握持的手柄。
进一步优选的方案为手柄上安装有可充电式的电池。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明利用滤光片转换器实现同一感光元件接收不同窄波段的光学图像，使得图像重叠精度高的同时，也避免了现有多光谱相机成像质量差的不足。简化了检测装置和检测流程，检测装置移动方便，可实现油菜叶片是否染病的无损快速实时检测，同时也降低了检测成本。
附图说明
图1为本发明实施例的侧视图；
图2为本发明实施例的俯视图；
图3为本发明实施例的滤光片转换器的示意图；
图4为本发明实施例的滤光片转换器的固定盘的结构示意图。
其中：1、镜头；11、滤光片转换器；111、固定盘；112、滤光片；113、中心轴；114、凹槽；115、外罩；116、插销；117、卡槽；12、透镜组及变焦环；13、光圈；2、装置主体；21、快门；22、图像传感器；23、处理器；24、数据传输接口；3、触摸显示屏；4、手柄；41、电池。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合实施例及其附图对本发明作进一步说明。
实施例
参见图1和图2，本实施例的搭载多光谱相机的便携式油菜叶片病害检测装置包括装置主体2和设置在装置主体2上的镜头1、图像传感器22、存储器及处理器23。
镜头1可拆卸地安装在装置主体2的前端，由滤光片切换器11、透镜组及变焦环12和光圈13组成。其中，滤光片转换器11可转动切换针对不同窄光谱带的滤光片，使得只有特定波长的光线可以进入检测装置内；透镜组及变焦环12位于滤光片切换器11和光圈13之间，透镜组由多片透镜组成，各透镜之间的间距可通过位于透镜组外部的变焦环改变，从而改变镜头的拍摄焦距；光圈13则可以控制进入图像感应器的光线的强弱。镜头1的滤光片切换器11、透镜组及变焦环12和光圈13成都可以由处理器23自动控制。
装置主体2内设有快门21，图像感应器22和处理器23均设于装置主体2内部。其中，快门21可以控制图像感应器22的感光时间；图像感应器22将接收到光信号转化为数字信号；处理器23用于控制检测装置各个部分的运作，并对图像感应器22得到的数字图像进行处理、分析。
装置主体2的后端设有触摸显示屏3，使用者可以从触摸显示屏3输入相关参数，并从中读取检测结果。装置主体2的顶部设有数据传输接口24，用于数据的输入及输出。
装置主体2的下部设置有手柄4，且手柄4内置可充的电池41，为检测装置供电，电池41可以取出充电或更换。
参见图3和图4，本实施例的滤光片转换装置11的结构如下：
固定盘111卡在外罩115的凹槽中；中心轴113固定固定盘111和外罩115的圆心，使两者都可以围绕中心轴113转动；固定盘111侧面有4个凹槽114，与外罩115上的插销116相对，通过插销116可以固定外罩115和固定盘111的相对位置；固定盘111上放置滤光片112的位置都有卡槽117，通过卡槽117，可以将滤光片固定在固定盘111上。
假设要选择其中某一个波长范围的滤光片，先松开插销116，转动外罩115，将要选择的滤光片112与外罩115的扇形缺口对齐，插上插销116即可。
本发明的工作过程如下：
(1)检测装置启动后，电池41为检测装置各部分供电；
(2)利用计算机通过数据传输接口将检测所需数据如健康油菜叶片或感病油菜叶片的光谱数据导入检测装置内；
(3)通过触摸显示屏3设定相关检测参数，如光圈大小、曝光时间、对焦模式(自动或手动)等；
(4)先松开插销116，转动外罩115，将要选择的滤光片112与外罩115的扇形缺口对齐，插上插销116即可；
(5)若对焦模式选为手动模式，则转动变焦环使得待检测叶片清晰地显示在触摸显示屏3上；
(6)检测装置拍摄待检测油菜叶片的光谱照片，拍摄过程中，如果有需要可重复步骤4切换针对不同窄光谱带的滤光片，使得图像感应器22可以拍摄得到不同窄光谱带下油菜叶片的图像；
(7)处理器23对得到的光谱数据与步骤(1)中输入的数据进行比对后，判断所检测叶片是否染病，检测结果显示于触摸显示屏3上。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。