專利名稱：大田作物病害立體信息獲取裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)信息技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種大田作物病害立體信息獲取裝置及方法。
背景技術(shù)：
糧食作物在我國國民經(jīng)濟中占有重要地位，豐產(chǎn)及品質(zhì)好壞直接關(guān)系到國計民生。病害脅迫是影響作物產(chǎn)量及品質(zhì)的重要脅迫因子，近年來，隨著全球氣候變化加劇，作物病害爆發(fā)的幾率增大，破壞性也呈顯著上升趨勢。然而，作物病害發(fā)病特征表現(xiàn)不一，有些病菌或孢子隨風(fēng)傳播(以小麥條銹病為例)，表征為作物不同層次的大面積感染，但輕重程度不一；有些從作物下層葉片到上部逐漸發(fā)病(以小麥白粉病為例)，表征為中下層病害特征明顯，而上層不明顯。為了搞清楚不同病害在作物群體中的傳播趨勢及影響，進而為變量精準噴藥及藥效效果評價提供依據(jù)，需針對性開展相應(yīng)觀測裝置的研發(fā)。查閱國內(nèi)外已有文獻發(fā)現(xiàn)，目前用于大田作物養(yǎng)分、病蟲害遙感監(jiān)測的傳感器日益先進，但與之相配套的觀測裝置研發(fā)較少。目前，我國農(nóng)業(yè)和植保部門對病害發(fā)生的監(jiān)測基本仍是以目測手查的方法為主，對作物病害的防治大都以地塊或農(nóng)戶為單位進行統(tǒng)一的噴藥和管理。這種傳統(tǒng)的均一噴藥模式，沒有考慮不同病害的發(fā)病特征及發(fā)病程度，往往因噴藥不均或過度噴灑而造成農(nóng)藥濫用，致使藥害頻繁發(fā)生。其次，大面積作物種植區(qū)(黑龍江、新疆等墾區(qū))采用機械化噴藥，僅提高了噴藥速度，遠未實現(xiàn)精準定量施藥的目標。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明提供了一種大田作物病害立體信息獲取裝置及方法，以解決大田作物特殊病害的最佳噴藥角度選擇問題，可有效提高機械化施藥和人工噴藥的病害防控效率。(二)技術(shù)方案為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一方面提供一種大田作物病害立體信息獲取裝置，包括:拱形架，其用于搭載信息獲取探頭；所述拱形架上設(shè)有弧形滑槽，所述信息獲取探頭可在滑槽內(nèi)滑動；信息獲取探頭，用于采集作物病害區(qū)域光譜；推拉板，用于固定參照板，所述參照板對高光譜數(shù)據(jù)進行校正；地物光譜儀，用于采集病害作物立體維的高光譜信息；移動終端，用于數(shù)據(jù)收集與病害程度判斷，提供最優(yōu)噴藥角度與噴藥劑量建議；運輸車，用于承載上述部件，且在田間行走。進一步地，運輸車包括平臺支架，所述平臺支架上連接手推桿，所述平臺支架底端連接車輪，所述車輪上設(shè)有護軸板；
進一步地，所述運輸車車輪的直徑為100cm。進一步地，所述多角度拱形架的角度變化范圍為±60°。進一步地，所述推拉板工作狀態(tài)時，將參照板固定至信息獲取探頭的正下方，用于光譜數(shù)據(jù)校正；工作完成后，滑動至地物光譜儀和移動終端的正上方，為地物光譜儀和移動終端遮擋直射太陽光。進一步地，所述推拉板由黑色PVC板制成。進一步地，所述推拉板包括板體，所述板體的兩側(cè)設(shè)有滑動槽，參照板在所述滑動槽內(nèi)滑動；所述板體的一端設(shè)有圓心槽，使得參照板的中心與信息獲取探頭一致；所述圓心槽的四周設(shè)有固定參照板的突起；另一方面，本發(fā)明還提供一種采用上述大田作物病害立體信息獲取裝置進行測量的方法，具體包括:S1、運輸車在大田壟間自由行走，實施同點多次觀測或多點連續(xù)觀測；S2、推拉板使用時，固定參照板進行光譜數(shù)據(jù)校正；使用后，充當(dāng)?shù)匚锕庾V儀及移動終端的遮陽棚；S3、根據(jù)不同的作物病害，實施±60°范圍內(nèi)的角度變化觀測，尋找到反饋病害信息的最佳角度；S4、移動終端設(shè)置為自動間隔的數(shù)據(jù)采集，給出最優(yōu)噴藥角度下的藥物劑量建議； S5、人工或機械噴藥裝置在上述步驟的指導(dǎo)下實施定量噴藥。(三)有益效果本發(fā)明實施例提供的大田作物病害立體信息獲取裝置及方法，通過面向大田變量噴藥指導(dǎo)裝置的開發(fā)和使用方法探索，提出噴藥效果最大化的角度或角度組合，有效提高機械化施藥和人工噴藥的病害防控效率。


圖1是本發(fā)明實施例的大田作物病害立體信息獲取裝置的整機示意圖；圖2是本發(fā)明實施例的大田作物病害立體信息獲取裝置的側(cè)視示意圖；圖3是本發(fā)明實施例中拱形架的多角度細節(jié)示意圖；圖4是本發(fā)明實施例中推拉板的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:1、護軸板；2、車輪；3、信息獲取探頭；4、拱形架；5、探頭夾；6、推拉板；7、導(dǎo)向螺栓；8、地物光譜儀；9、筆記本電腦；10、手拉桿；11、平臺支架；61:突起；62:圓心槽；
63:滑動槽。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。如圖1-2所示，本發(fā)明實施例提供的大田作物病害立體信息獲取裝置具體包括:運輸車，用于在田間行走，其中，運輸車包括平臺支架11，所述平臺支架11上連接手推桿10，所述平臺支架11底端連接車輪2，所述車輪2上設(shè)有護軸板1，所述運輸車車輪2的直徑為100cm，便于在田間行走，尤其在作物生長后期，保證移動平臺不破壞大田作物冠層的自然狀態(tài)。拱形架4，其安裝在運輸車上，其用于搭載信息獲取探頭3 ;所述拱形架4上設(shè)有弧形滑槽，所述信息獲取探頭3可在滑槽內(nèi)滑動。其中，多角度拱形架的角度變化范圍為±60°。拱形架 4 的多角度細節(jié)圖包含 60°、50°、40°、30°、20°、10°、0°、一 0°、一10°、一 20°、一 30°、一 40°、一 50°、一 60°，共計14個變化角度，包含了獲取同一目標有效信息的所有觀測角度，由探頭夾5在拱形架4上滑動實現(xiàn)。參考圖3。信息獲取探頭3，用于采集作物病害區(qū)域光譜；推拉板6，用于固定參照板，所述參照板對高光譜數(shù)據(jù)進行校正；具體的，參考圖4，推拉板6由黑色PVC板制成，所述推拉板6包括板體，所述板體的兩側(cè)設(shè)有滑動槽63，保證參照板始終在其范圍內(nèi)滑動，不會因為人為因素脫落。通過導(dǎo)向螺栓7將參照板固定。該板體的一端設(shè)有圓心槽62，使得參照板的中心與信息獲取探頭一致，同時該圓心槽62也可直接放置圓形參照板；所述圓心槽62的四周設(shè)有固定參照板的突起61。地物光譜儀8，用于采集病害作物立體維的高光譜信息；移動終端，本實 施例中的移動終端為筆記本電腦9，用于數(shù)據(jù)收集與病害程度判斷，提供最優(yōu)噴藥角度與噴藥劑量建議。該推拉板6工作狀態(tài)時，將參照板固定至信息獲取探頭的正下方，用于光譜數(shù)據(jù)校正；工作完成后，滑動至地物光譜儀和移動終端的正上方，為地物光譜儀8和筆記本電腦9遮擋直射太陽光，間接起到儀器降溫作用。下面對本發(fā)明的測量過程進行說明。S1、運輸車通過人工推(或拉)在大田壟間自由行走，實施同點多次觀測或多點連續(xù)觀測；S2、推拉板用時，固定參照板進行高光譜數(shù)據(jù)校正；使用后，充當(dāng)?shù)匚锕庾V儀及筆記本電腦的遮陽棚；S3、根據(jù)不同的作物病害，實施±60°范圍內(nèi)的角度變化觀測，尋找到反饋病害信息的最佳角度；S4、筆記本電腦設(shè)置為自動間隔的數(shù)據(jù)采集，再經(jīng)自主開發(fā)的數(shù)據(jù)軟件處理后，給出最優(yōu)噴藥角度下的藥物劑量建議。S5、在上述噴藥建議指導(dǎo)下，人工或機械噴藥裝置在固定的角度或簡單的角度組合下實施定量噴藥。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和替換，這些改進和替換也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種大田作物病害立體信息獲取裝置，其特征在于，包括: 拱形架，其用于搭載信息獲取探頭；所述拱形架上設(shè)有弧形滑槽，所述信息獲取探頭可在滑槽內(nèi)滑動； 信息獲取探頭，用于采集作物病害區(qū)域光譜； 推拉板，用于固定參照板，所述參照板對高光譜數(shù)據(jù)進行校正； 地物光譜儀，用于采集病害作物立體維的高光譜信息； 移動終端，用于數(shù)據(jù)收集與病害程度判斷，提供最優(yōu)噴藥角度與噴藥劑量； 運輸車，用于承載上述部件，且在田間行走。
2.按權(quán)利要求1所述的大田作物病害立體信息獲取裝置，其特征在于，運輸車包括平臺支架，所述平臺支架上連接手推桿，所述平臺支架底端連接車輪，所述車輪上設(shè)有護軸板。
3.按權(quán)利要求1所述的大田作物病害立體信息獲取裝置，其特征在于，所述運輸車車輪的直徑為100cm。
4.按權(quán)利要求1所述的大田作物病害立體信息獲取裝置，其特征在于，所述拱形架的角度變化范圍為±60°。
5.按權(quán)利要求1所述的大田作物病害立體信息獲取裝置，其特征在于，所述推拉板工作狀態(tài)時，將參照板固定至信息獲取探頭的正下方，用于光譜數(shù)據(jù)校正；工作完成后，滑動至地物光譜儀和移動終端的正上方，為地物光譜儀和移動終端遮擋直射太陽光。
6.按權(quán)利要求1所述的大田作物病害立體信息獲取裝置，其特征在于，所述推拉板由黑色PVC板制成。
7.按權(quán)利要求6所述的大田作物病害立體信息獲取裝置，其特征在于，所述推拉板包括板體，所述板體的兩側(cè)設(shè)有滑動槽，參照板在所述滑動槽內(nèi)滑動；所述板體的一端設(shè)有圓心槽，使得參照板的中心與信息獲取探頭一致；所述圓心槽的四周設(shè)有固定參照板的突起。
8.一種采用權(quán)利要求1-7任一項所述的大田作物病害立體信息獲取裝置進行測量的方法，具體包括: s1、運輸車在大田壟間自由行走，實施同點多次觀測或多點連續(xù)觀測； s2、推拉板使用時，固定參照板進行光譜數(shù)據(jù)校正；使用后，充當(dāng)?shù)匚锕庾V儀及移動終端的遮陽棚； s3、根據(jù)不同的作物病害，實施±60°范圍內(nèi)的角度變化觀測，尋找到反饋病害信息的最佳角度； s4、移動終端設(shè)置為自動間隔的數(shù)據(jù)采集，給出最優(yōu)噴藥角度下的藥物劑量建議； s5、人工或機械噴藥裝置在上述步驟的指導(dǎo)下實施定量噴藥。
全文摘要
本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)信息技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種大田作物病害立體信息獲取裝置及方法。該裝置包括拱形架，其用于搭載信息獲取探頭；拱形架上設(shè)有弧形滑槽，信息獲取探頭可在滑槽內(nèi)滑動；信息獲取探頭，用于采集作物病害區(qū)域光譜；推拉板，用于固定參照板，參照板對高光譜數(shù)據(jù)進行校正；地物光譜儀，用于采集病害作物立體維的高光譜信息；移動終端，用于數(shù)據(jù)收集與病害程度判斷，提供最優(yōu)噴藥角度與噴藥劑量；運輸車，用于承載上述部件，且在田間行走。本發(fā)明實施例提供的大田作物病害立體信息獲取裝置及方法，通過面向大田變量噴藥指導(dǎo)裝置的開發(fā)和使用方法探索，提出噴藥效果最大化的角度或角度組合，有效提高機械化施藥和人工噴藥的病害防控效率。
文檔編號A01M7/00GK103081887SQ20131003894
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月31日
發(fā)明者黃林生, 張東彥, 黃文江, 屈磊, 梁棟, 王年, 杜世州, 王秀, 舒象興, 董洲 申請人:安徽大學(xué)