基于空间轨道的植物表型采集设备的制作方法

本实用新型涉及植物种植技术领域，尤其涉及一种基于空间轨道的植物表型采集设备。

背景技术：

随着我国现代农业的发展，植物种植技术水平在不断提升，植物表型的采集数据是种植专家全面分析植物生长过程的重要来源。目前，植物表型采集主要是人工完成，工作强度大、工作效率低，因植物生长具有周期性、季节性，采集点数多、数据量大，通过人工采集无法满足种植专家的需求，存在缺少一个能够自动采集植物表型数据的移动设备这一现状。

技术实现要素：

1.需要解决的技术问题

本发明需要解决的技术问题在于，提出一种基于空间轨道的植物表型采集设备往人工采集的不足，有效提高了采集效率，采集定位精准，数据量大，能够有力地推动农业作物种植技术的发展。

2.技术方案

本实用新型为了解决上述问题，提供了基于空间轨道的植物表型采集设备，包括：

基础设备：主要用于空间水平横向、水平纵向、垂直三个维度的移动和拍摄的轨道设备、轨道支架和采集设备；

控制设备：主要用于有效采集空间及移动步长初始、移动方式、位移、采集周期及采集存储控制；

显示设备：主要用于显示所述控制设备的控制参数和所述基础设备的运动和采集参数。

所述控制设备和显示设备安装在所述基础设备上，所述显示设备与所述控制设备通过总线连接。

进一步地，所述基础设备包括：

多光谱相机：采集种植专家检测所需的植物表型数据；

垂直轨道：用于安装所述多光谱相机，使得所述多光谱相机在垂直方向移动；

水平横向轨道：用于安装所述垂直轨道，使得所述多光谱相机在水平横向移动；

水平纵向轨道：由两根同一水平面的平行轨道组成，用于安装所述水平横向轨道，使得所述多光谱相机在水平纵向移动；

轨道支柱：固定在工作台上，并用于安装所述水平纵向轨道。

进一步地，所述控制设备包括：

总控制器：协调其他控制器，用于记录初始参数，包括有效采集空间水平横向长度、水平纵向长度、垂直高度；根据种植空间、植物种植位置、生长点设置的水平横向、水平纵向、垂直方向三个维度移动步长。

移动方式控制器：控制多光谱相机移动的轨迹方案，是空间三维轨迹的集合；

位移控制器：根据采集的特定目标区域设置水平横向、水平纵向、垂直方向的起止位移；

采集周期控制器：控制设备运行的周期，按照天、次数、执行时间进行设置；

存储控制器：控制多光谱相机采集数据的存储及外部输出接口。

所述总控制器与所述移动方式控制器、唯一控制器、采集周期控制器和存储控制器通过ip总线连接。

优选的是，所述多光谱相机型号为rededgemx。

优选的是，所述总控制器、移动方式控制器、唯一控制器、采集周期控制器和存储控制器均为plc。

优选的是，所述显示设备为液晶触控屏。

3.有益效果

综上所述，本实用新型有益效果在于：

(1)本发明的植物表型采集设备通过初始化设备的记录有效采集空间、各维度移动步长，能够根据种植专家检测的需要精准采集到植物表型数据；

(2)本发明的植物表型采集设备通过设置空间三个维度的移动方式，实现多光谱相机在三维空间内的移动和定位，实现对待检测植物的全方位覆盖式采集；

(3)本发明的植物表型采集根据研究的需要对空间三个维度设置位移起止方案，可实现针对特定空间采集特定需求样本表型数据的目的；

(4)本发明的植物表型采集设备通过设置采集周期，实现周期性采集植物表型数据，采集样点多，采集数量大，提供检测分析价值高；通过设备存储控制，能有效存储采集的数据，并将数据通过接口推送到其他系统中。

附图说明

图1是本实用新型的基于空间轨道的植物表型采集设备的结构示意图；

图2是本实用新型的基于空间轨道的植物表型采集设备控制设备的原理图。

图中标号：1-轨道支柱；2-水平纵向轨道；3-水平横向轨道；4-垂直轨道；5-多光谱相机；6-控制设备；61-总控制器；62-移动方式控制器；63-位移控制器；64-采集周期控制器；65-存储控制器；7-显示设备。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，但本发明不受实施例的限制。

实施例1：

基于空间轨道的植物表型采集设备，包括：

搭建植物表型采集器的基础设备，如图1所示，搭建采集轨道支柱1，在轨道支柱1上搭建水平纵向轨道2，在水平纵向轨道2上搭建水平横向轨道3，并于水平纵向轨道2拼合，在水平横向轨道3上搭建垂直轨道4，在垂直轨道4上安装多光谱相机5，将各个基础设备线路接入到控制设备6。

植物表型采集操作流程，如图1-2所示，启动所述控制设备6，所述液晶触摸屏亮起，通过所述液晶触摸屏对总控制器61进行首次初始设置，执行植物表型采集作业，完成采集作业后将采集数据传入存储装置；

其中，总控制器61首次初始设置，设置有效采集空间水平横向长度、水平纵向长度、垂直采集范围高度、水平横向移动步长、水平纵向移动步长、垂直方向移动步长；

其中，所述移动方式控制器62，根据光照、植物生成时期两点因素选择水平横向、水平纵向、垂直的先后次序执行采集；

其中，执行植物表型采集作业，所述垂直轨道4沿水平横向轨道3，按水平横向步长移动到第一个采集点，执行采集作业，然后依此模式完成本行横向采集工作；水平横向轨道3沿水平纵向轨道4，按水平纵向步长移动到第二横行，按照第一横行模式进行采集作业，直至完成所有横向采集；垂直轨道4按照垂直步长下移，按照前面操作过程执行采集，完成采集后采集设备停止运行。

实施例2：

一种基于空间轨道的植物表型采集设备，采集特定区域内植物表型包括：

搭建植物表型采集器的基础设备，如图1所示，搭建采集轨道支柱1，在轨道支柱1上搭建水平纵向轨道2，在水平纵向轨道2上搭建水平横向轨道3，并于水平纵向轨道2拼合，在水平横向轨道3上搭建垂直轨道4，在垂直轨道4上安装多光谱相机5，将各个基础设备线路接入到控制设备6。

植物表型采集操作流程，如图1-2所示，启动所述控制设备6，所述液晶触摸屏亮起，通过所述液晶触摸屏对总控制器61进行首次初始设置，执行植物表型采集作业，完成采集作业后将采集数据传入存储装置；

其中，总控制器61首次初始设置，设置有效采集空间水平横向长度、水平纵向长度、垂直采集范围高度、水平横向移动步长、水平纵向移动步长；

其中，执行移动方式按钮62，根据光照、植物生成时期两点因素选择水平横向、水平纵向、垂直的先后次序执行采集；

其中，执行位移控制器63，分别设置水平横向起止点x1和x2、设置水平纵向起止点y1和y2、设置垂直方向起止点z1和z1；

其中，执行所述采集周期控制器64，设置按天执行、执行2次、上午9:00开始执行；

其中，执行植物表型采集作业，上午9点开始执行，垂直轨道4沿水平横向轨道3到达x1点，水平横向轨道3沿水平纵向轨道4到达y1点，垂直轨道4下移至z1点；垂直轨道4沿水平横向轨道3，按水平横向步长移动到第一个采集点，执行采集作业，然后依此模式执行采集作业，垂直轨道4到达x2点完成本行横向采集工作；水平横向轨道3沿水平纵向轨道4，按水平纵向步长移动到第二横行，按照第一横行模式进行采集作业，当水平横向轨道3沿平纵向轨道4到达y2点时完成本次采集作业；按照此模式进行第二次采集，完成当天采集作业后采集设备暂停运行，第二天重复第一天模式执行。

虽然本发明已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。