的定位精度高，速度可调范围广，这样通过对云台摄像头的两自由度的控制可以实现对一定范围内的农作物精确定位，精细实时的观察，结合云台摄像头的360度旋转，可以从更多的角度获得作物图像，可以实现远程对农作物实时观察和诊断。本发明通过丝杠驱动云台摄像头在垂直和水平方向移动，通过上位机可以实现把云台摄像头定位在二维平面上的任意一个点，实现对二维范围内不同位置的农作物监控成像，本发明可通过有线或无线的方式连接远端的服务器，通过相应的控制程序和协议能够使远端的服务器远程控制水平电机和铅垂电机的运动从而控制本发明的运动。用户也可以通过PC或手机等终端实时观察作物的生长情况，并控制本发明的移动实现对不同区域的农作物进行观测。所述NDVI测量结果，对农作物缺素、冻害、病虫害、干旱等的监测具有重要的意义和价值。
[0013]本发明能够克服光谱仪测量NDVI时视场角小、设备结构复杂、价格昂贵、操作困难的缺点，能够完成田间作物NDVI的实时、快速、准确的测量，且设备架设简便，并进行防水、防盐雾设计以增强其田间适应性，多台设备并行使用，可完成田间作物图像和NDVI的多点、多区域监测，将监测范围由田块尺度上升为区域尺度，对于区域尺度精细农作具有重要的意义。利用本发明可对植被生长状况、生产率及其他生物物理、生物化学特征进行实时、多点、多区域田间监测，以完善NDVI在植被长势监测、产量估测、营养诊断以及病虫害管理中的数据支持，在土地利用覆盖监测、植被覆盖密度评价、作物识别、灾害预警和作物产量预报等方面广泛适用。
【附图说明】
[0014]图1为网络型多维度植物成像NDVI测量装置正视图。
[0015]图中，1-水平电机，2-垂直电机，3-上水平滑轨，4-下水平滑轨，5-左铅垂滑轨，6-右铅垂滑轨，7-铅垂丝杠，8-水平丝杠，9-上水平滑块，10-下水平滑块，11-左水平滑±夬，12-右水平滑块，13-摄像头托台，14-云台，15-红光660nm波段摄像头，16-近红外740nm波段摄像头，17-支撑架，18-电机驱动器，19-无线通讯模块。
[0016]图2为网络型多维度植物成像NDVI测量装置侧视图。
[0017]图中，2-垂直电机，8-水平丝杠，9-上水平滑块，10-下水平滑块，13-摄像头托台，14-云台，15红-光660nm波段摄像头，16-近红外740nm波段摄像头，17-支撑架，20-水平丝母，21-铅垂丝母，22-铅垂丝杠旋动轴。
[0018]图3为网络型多维度植物成像NDVI测量装置水平丝杠与垂直丝杠连接处结构图。
[0019]图中，8-水平丝杠，16-近红外740nm波段摄像头，20-水平丝母，21-铅垂丝母，22-铅垂丝杠旋动轴，23-水平丝杠旋动轴。
实施例
[0020]下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。如图1、图2和图3所示，本发明包括:水平电机1、垂直电机2、上水平滑轨3、下水平滑轨4、左铅垂滑轨5、右铅垂滑轨6、铅垂丝杠7、水平丝杠8、上水平滑块9、下水平滑块10、左水平滑块11、右水平滑块12、摄像头托台13、云台14、红光660nm波段摄像头15、近红外740nm波段摄像头16、支撑架17、电机驱动器18、无线通讯模块19、水平丝姆20、铅垂丝姆21、铅垂丝杠旋动轴22、水平丝杠旋动轴23。
[0021]所述网络型多维度植物成像NDVI测量装置，通过摄像头成像系统控制垂直电机2，驱动铅垂丝杠旋动轴22，带动铅垂丝母21在竖直方向移动，从而完成摄像头在竖直方向上的高度调节。成像系统控制水平电机1，驱动水平丝杆旋动轴23，带动水平丝母20在水平方向移动，从而完成摄像头在水平方向上的位置调节。装置进行NDVI测量时，由660nm摄像头15先彳丁拍摄，后通过水平丝杠8的回转运动，将两摄像头左移0.15m，后由740nm摄像头16进行拍摄，获得两波段同视场图像的灰度值。所获图像通过有线或无线的方式传送给服务器，根据NDVI计算和自动校正算法，利用两波段的图像自动生成视场内NDVI分布图。所述装置可通过相应的控制程序和协议，能够使远端的服务器远程控制装置的拍摄，自动存储图像信息，并生成NDVI测量结果，为远程诊断提供服务。
[0022]本发明是以作物远程监控系统为平台，以移动式多维度植物成像NDVI测量装置为任务载荷，以红光和近红外图像数据快速获取和处理技术为支撑，高机动、低成本、自动化地快速获取田间作物长势信息，并自动上传至系统平台，用户通过分析图像及NDVI信息，便可以发现杂草爆发、灌溉、病虫害、施肥等异常情况，并以此为依据，有针对性地采取措施进行农田管理。快速、无损、实时的进行田间NDVI监测，在作物农情监测、灾害预报、监测与评估等领域协助专家迅速、及时地获取数据信息，并且在抗击自然灾害时，能够尽早获得详尽的信息，从而有效减少损失。移动式多维度植物成像NDVI测量装置弥补了卫星遥感和普通航空遥感监测NDVI时时效性不强、缺乏机动灵活性、受限于天气条件、很难获取云下影像的不足，前景十分可期。
[0023]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明公开的范围内，能够轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明权利要求的保护范围内。
【主权项】
1.网络型多维度植物成像NDVI测量装置，其特征在于，包括:水平电机、垂直电机、上水平滑轨、下水平滑轨、左铅垂滑轨、右铅垂滑轨、铅垂丝杠、水平丝杠、上水平滑块、下水平滑块、左水平滑块、右水平滑块、摄像头托台、云台、红光660nm波段摄像头、近红外740nm波段摄像头、支撑架、电机驱动器、无线通讯模块、水平丝姆、铅垂丝姆、铅垂丝杠旋动轴、水平丝杠旋动轴和摄像头成像控制系统；通过摄像头成像系统控制垂直电机，驱动铅垂丝杠旋动轴，带动铅垂丝母在竖直方向移动，从而完成摄像头在竖直方向上的高度调节，成像系统控制水平电机，驱动水平丝杆旋动轴，带动水平丝母在水平方向移动，从而完成摄像头在水平方向上的位置调节；装置进行NDVI测量时，由660nm摄像头先行拍摄，后通过水平丝杠的后转运动，将两摄像头左移0.15m，后由740nm摄像头进行拍摄，获得两波段同视场图像的灰度值；所获图像通过有线或无线的方式传送给服务器，根据NDVI计算和自动校正算法，利用两波段的图像自动生成视场内NDVI分布图；所述装置通过有线或无线网络与系统平台连接，通过系统平台对其进行控制，并支持监测结果的自动采集、上传、存储、查询等。2.根据权利要求1所述的网络型多维度植物成像NDVI测量装置，其特征在于，所述红光和近红外区域成像波段中心波长分别采用660nm和740nm。3.根据权利要求1所述的网络型多维度植物成像NDVI测量装置，其特征在于，所述装置可在二维空间内自动确定拍摄和观测位置。4.根据权利要求1所述的网络型多维度植物成像NDVI测量装置，其特征在于，所述660nm和740nm摄像头架设于同一水平丝杠上，以保证两摄像头处于同一高度。5.根据权利要求1所述的网络型多维度植物成像NDVI测量装置，其特征在于，所述660nm摄像头和740nm摄像头分别架设于两根丝杠上，以保证丝杠承重的稳定性，两摄像头的同一拍摄位置的确定是通过水平丝杠回转一定距离来完成。6.根据权利要求1所述的网络型多维度植物成像NDVI测量装置，其特征在于，所述水平丝杠和铅垂丝杠两端不设螺纹，两端与中部带螺纹丝杠同轴连接，不随丝杠的转动而旋动。7.根据权利要求1所述的网络型多维度植物成像NDVI测量装置，其特征在于，所述铅垂丝母和水平丝母紧密焊接，作为带动摄像头运动的重要连接部件，铅垂丝母和水平丝母分别与铅垂丝杆和水平丝杠紧密贴合，丝杠转动以带动丝母移动。8.根据权利要求1所述的网络型多维度植物成像NDVI测量装置，其特征在于，所述NDVI测量装置可与系统平台通过有线或无线网络连接，从而完成NDVI的自动计算，图像的自动获取、上传、存储，并支持监测结果的查询、分析、浏览等功能。
【专利摘要】网络型多维度植物成像NDVI测量装置，其特征在于，通过摄像头成像系统控制垂直电机，驱动铅垂丝杠旋动轴，带动铅垂丝母在竖直方向移动，从而完成摄像头在竖直方向上的高度调节，成像系统控制水平电机，驱动水平丝杆旋动轴，带动水平丝母在水平方向移动，从而完成摄像头在水平方向上的位置调节；装置进行NDVI测量时，由660nm摄像头先行拍摄，后通过水平丝杠的回转运动，将两摄像头左移0.15m，后由740nm摄像头进行拍摄，获得两波段同视场图像的灰度值；所获图像通过有线或无线的方式传送给服务器，利用两波段的图像自动生成视场内NDVI分布图；所述装置通过物联网平台对其进行控制，并支持监测结果的自动采集、上传、存储、查询等。
【IPC分类】G01N21/01, G01N21/359, G01N21/3563
【公开号】CN105181632
【申请号】CN201510493126
【发明人】不公告发明人
【申请人】北京恺琳科技发展有限公司
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年8月13日