本發(fā)明涉及植物測(cè)量，具體是一種基于無人機(jī)遙感的多角度葉綠素?zé)晒鉁y(cè)量系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、在植物測(cè)量領(lǐng)域，葉綠素?zé)晒庾鳛橐环N反映植物光合作用效率的重要指標(biāo)，對(duì)于監(jiān)測(cè)植物健康狀況、評(píng)估生態(tài)系統(tǒng)功能及研究環(huán)境脅迫下的植物響應(yīng)機(jī)制具有重要意義，近年來，隨著無人機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，基于無人機(jī)遙感技術(shù)進(jìn)行葉綠素?zé)晒鉁y(cè)量系統(tǒng)逐漸成為研究熱點(diǎn)。

2、在實(shí)際測(cè)量應(yīng)用中，由于戶外地面大多凹凸不平，無人機(jī)在降落時(shí)(如更換電池、檢查機(jī)體等)很容易因地面不平而傾倒，導(dǎo)致無人機(jī)受損，進(jìn)而影響后續(xù)測(cè)量任務(wù)的進(jìn)行，雖然目前存在無人機(jī)起降平臺(tái)，但這些平臺(tái)通常體積較大、重量較重，在戶外測(cè)量工作中需要一直攜帶，給科研人員和操作人員帶來了極大的不便；另外，葉綠素?zé)晒鈹?shù)據(jù)采集探頭通常直接裸露安裝于無人機(jī)機(jī)體上，無人機(jī)在降落貼近地面時(shí)，其螺旋槳旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的氣流會(huì)揚(yáng)起灰塵和微小顆粒物，很容易粘附在采集探頭上形成遮蔽層，干擾熒光信號(hào)的準(zhǔn)確捕獲，進(jìn)而影響葉綠素?zé)晒鉁y(cè)量精確度。

3、因此，本發(fā)明提出一種基于無人機(jī)遙感的多角度葉綠素?zé)晒鉁y(cè)量系統(tǒng)及方法來解決上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的實(shí)施例目的在于提供一種基于無人機(jī)遙感的多角度葉綠素?zé)晒鉁y(cè)量系統(tǒng)及方法，以解決上述問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種基于無人機(jī)遙感的多角度葉綠素?zé)晒鉁y(cè)量系統(tǒng)，包括無人機(jī)、設(shè)于無人機(jī)機(jī)體上的起落架以及用于采集葉綠素?zé)晒鈹?shù)據(jù)的采集探頭，還包括位于地面用于接收熒光數(shù)據(jù)并分析處理的處理終端，所述起落架可展開/收縮，所述起落架包括多道周向均勻分布的條形框，每道所述條形框上均卡設(shè)有可趨遠(yuǎn)/趨近多道條形框中心滑動(dòng)的伸展件，每個(gè)所述伸展件上均設(shè)有長(zhǎng)度可調(diào)的撐地桿；

4、所述無人機(jī)機(jī)體上設(shè)有防護(hù)筒，所述防護(hù)筒遠(yuǎn)離無人機(jī)機(jī)體的一端敞口且設(shè)有適配的蓋片，所述采集探頭通過探頭支架角度可調(diào)式設(shè)于蓋片上，所述蓋片設(shè)置采集/防護(hù)兩種工位，當(dāng)所述蓋片處于采集工位時(shí)，所述采集探頭處于防護(hù)筒外部，當(dāng)所述蓋片處于防護(hù)工位時(shí)，所述蓋片封閉防護(hù)筒敞口端且所述采集探頭處于防護(hù)筒內(nèi)部。

5、在一種可選方案中：所述處理終端包括用于實(shí)時(shí)接收熒光數(shù)據(jù)的接收模塊、用于對(duì)接收到的熒光數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理的處理模塊以及用戶界面。

6、在一種可選方案中：所述采集探頭與接收模塊之間通過無線電通信實(shí)時(shí)傳輸葉綠素?zé)晒鈹?shù)據(jù)。

7、在一種可選方案中：所述起落架還包括設(shè)于多道條形框中心位置的環(huán)形電磁鐵，每個(gè)所述伸展件靠近環(huán)形電磁鐵的一端均設(shè)有磁塊。

8、在一種可選方案中：每道所述條形框上均設(shè)有用于定位對(duì)應(yīng)伸展件的旋鈕。

9、在一種可選方案中：所述撐地桿包括筒體以及設(shè)于筒體中的密封活塞，所述筒體下端封閉、上端敞口，所述密封活塞上設(shè)有支撐柱，所述支撐柱下端密封式貫穿筒體封閉端且設(shè)有觸地塊，所述起落架還包括分流件以及雙向氣泵，所述雙向氣泵充/抽氣端口與分流件連通，所述分流件與每個(gè)筒體之間均設(shè)有導(dǎo)氣管，且每根導(dǎo)氣管上均設(shè)有密封閥，所述支撐柱與觸地塊之間設(shè)有壓力傳感器，當(dāng)壓力傳感器感應(yīng)到壓力值達(dá)到設(shè)定值時(shí)，對(duì)應(yīng)導(dǎo)氣管上的密封閥關(guān)閉。

10、在一種可選方案中：所述導(dǎo)氣管由至少兩根適配的硬質(zhì)管件密封式套接而成。

11、在一種可選方案中：所述測(cè)量系統(tǒng)還包括用于實(shí)現(xiàn)蓋片工位切換的換位組件，所述換位組件包括設(shè)于防護(hù)筒中的鐵質(zhì)滑塊、設(shè)于防護(hù)筒敞口端的磁環(huán)以及設(shè)于鐵質(zhì)滑塊上的拽繩，所述拽繩遠(yuǎn)離鐵質(zhì)滑塊的一端貫穿防護(hù)筒筒壁并固定于任一伸展件上，所述鐵質(zhì)滑塊與蓋片之間設(shè)有連桿，所述起落架處于收縮狀態(tài)時(shí)，所述蓋片處于采集工位，所述起落架處于展開狀態(tài)時(shí)，所述蓋片處于防護(hù)工位。

12、一種葉綠素?zé)晒鉁y(cè)量方法，采用上述技術(shù)方案中任一項(xiàng)所述的基于無人機(jī)遙感的多角度葉綠素?zé)晒鉁y(cè)量系統(tǒng)，包括以下步驟：

13、s1：通過無人機(jī)搭載采集探頭于采集區(qū)域上空按照設(shè)定軌跡飛行對(duì)區(qū)域內(nèi)植物葉綠素?zé)晒鈹?shù)據(jù)采集，采集作業(yè)時(shí)，根據(jù)實(shí)際測(cè)量需求，通過操控?zé)o人機(jī)、以及探頭支架帶動(dòng)采集探頭偏轉(zhuǎn)相互協(xié)同進(jìn)行采集角度調(diào)整，實(shí)現(xiàn)多角度葉綠素?zé)晒鉁y(cè)量；無人機(jī)降落時(shí)，首先，每個(gè)伸展件趨遠(yuǎn)多道條形框中心滑動(dòng)到位，起落架整體展開，同時(shí)，蓋片切換至防護(hù)工位使得采集探頭移至防護(hù)筒內(nèi)部，通過防護(hù)筒擋隔灰塵，然后操控?zé)o人機(jī)逐漸降落至與地面保持一定高度，接著每根撐地桿伸長(zhǎng)至端部與地面落點(diǎn)接觸即可，最后操控關(guān)停無人機(jī)螺旋槳實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)降落；

14、s2：采集到的熒光數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至處理終端進(jìn)行分析處理。

15、相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明實(shí)施例的有益效果如下：

16、1、無人機(jī)降落時(shí)，首先，每個(gè)伸展件趨遠(yuǎn)多道條形框中心滑動(dòng)到位，起落架整體展開，同時(shí)，蓋片切換至防護(hù)工位使得采集探頭移至防護(hù)筒內(nèi)部，然后操控?zé)o人機(jī)逐漸降落至與地面保持一定高度，接著每根撐地桿伸長(zhǎng)至端部與地面落點(diǎn)接觸即可，最后操控關(guān)停無人機(jī)螺旋槳實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)降落；

17、2、通過防護(hù)筒起到擋隔灰塵的作用，避免降落時(shí)螺旋槳揚(yáng)起的灰塵粘附采集探頭，確保采集探頭準(zhǔn)確捕獲熒光信號(hào)。

18、應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本申請(qǐng)。

技術(shù)特征：

1.一種基于無人機(jī)遙感的多角度葉綠素?zé)晒鉁y(cè)量系統(tǒng)，包括無人機(jī)(1)、設(shè)于無人機(jī)(1)機(jī)體上的起落架(2)以及用于采集葉綠素?zé)晒鈹?shù)據(jù)的采集探頭(3)，還包括位于地面用于接收熒光數(shù)據(jù)并分析處理的處理終端，其特征在于，所述起落架(2)可展開/收縮，所述起落架(2)包括多道周向均勻分布的條形框(201)，每道所述條形框(201)上均卡設(shè)有可趨遠(yuǎn)/趨近多道條形框(201)中心滑動(dòng)的伸展件(202)，每個(gè)所述伸展件(202)上均設(shè)有長(zhǎng)度可調(diào)的撐地桿；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無人機(jī)遙感的多角度葉綠素?zé)晒鉁y(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述處理終端包括用于實(shí)時(shí)接收熒光數(shù)據(jù)的接收模塊、用于對(duì)接收到的熒光數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理的處理模塊以及用戶界面。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于無人機(jī)遙感的多角度葉綠素?zé)晒鉁y(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述采集探頭(3)與接收模塊之間通過無線電通信實(shí)時(shí)傳輸葉綠素?zé)晒鈹?shù)據(jù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無人機(jī)遙感的多角度葉綠素?zé)晒鉁y(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述起落架(2)還包括設(shè)于多道條形框(201)中心位置的環(huán)形電磁鐵(205)，每個(gè)所述伸展件(202)靠近環(huán)形電磁鐵(205)的一端均設(shè)有磁塊(206)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于無人機(jī)遙感的多角度葉綠素?zé)晒鉁y(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，每道所述條形框(201)上均設(shè)有用于定位對(duì)應(yīng)伸展件(202)的旋鈕(209)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無人機(jī)遙感的多角度葉綠素?zé)晒鉁y(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述撐地桿包括筒體(203)以及設(shè)于筒體(203)中的密封活塞(210)，所述筒體(203)下端封閉、上端敞口，所述密封活塞(210)上設(shè)有支撐柱(211)，所述支撐柱(211)下端密封式貫穿筒體(203)封閉端且設(shè)有觸地塊(204)，所述起落架(2)還包括分流件(207)以及雙向氣泵(212)，所述雙向氣泵(212)充/抽氣端口與分流件(207)連通，所述分流件(207)與每個(gè)筒體(203)之間均設(shè)有導(dǎo)氣管(208)，且每根導(dǎo)氣管(208)上均設(shè)有密封閥，所述支撐柱(211)與觸地塊(204)之間設(shè)有壓力傳感器，當(dāng)壓力傳感器感應(yīng)到壓力值達(dá)到設(shè)定值時(shí)，對(duì)應(yīng)導(dǎo)氣管(208)上的密封閥關(guān)閉。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于無人機(jī)遙感的多角度葉綠素?zé)晒鉁y(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述導(dǎo)氣管(208)由至少兩根適配的硬質(zhì)管件密封式套接而成。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無人機(jī)遙感的多角度葉綠素?zé)晒鉁y(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述測(cè)量系統(tǒng)還包括用于實(shí)現(xiàn)蓋片(6)工位切換的換位組件(7)，所述換位組件(7)包括設(shè)于防護(hù)筒(4)中的鐵質(zhì)滑塊(701)、設(shè)于防護(hù)筒(4)敞口端的磁環(huán)(702)以及設(shè)于鐵質(zhì)滑塊(701)上的拽繩(704)，所述拽繩(704)遠(yuǎn)離鐵質(zhì)滑塊(701)的一端貫穿防護(hù)筒(4)筒壁并固定于任一伸展件(202)上，所述鐵質(zhì)滑塊(701)與蓋片(6)之間設(shè)有連桿(703)，所述起落架(2)處于收縮狀態(tài)時(shí)，所述蓋片(6)處于采集工位，所述起落架(2)處于展開狀態(tài)時(shí)，所述蓋片(6)處于防護(hù)工位。

9.一種葉綠素?zé)晒鉁y(cè)量方法，采用上述權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的基于無人機(jī)遙感的多角度葉綠素?zé)晒鉁y(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及植物測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種基于無人機(jī)遙感的多角度葉綠素?zé)晒鉁y(cè)量系統(tǒng)及方法，包括無人機(jī)、起落架以及采集探頭，所述起落架包括多道周向均勻分布的條形框，每道所述條形框上均卡設(shè)有伸展件，每個(gè)所述伸展件上均設(shè)有長(zhǎng)度可調(diào)的撐地桿；所述無人機(jī)機(jī)體上設(shè)有防護(hù)筒，所述防護(hù)筒一端敞口且設(shè)有適配的蓋片，所述采集探頭通過探頭支架角度可調(diào)式設(shè)于蓋片上；無人機(jī)降落時(shí)，起落架整體展開，同時(shí)，蓋片切換至防護(hù)工位使得采集探頭移至防護(hù)筒內(nèi)部，通過防護(hù)筒起到擋隔灰塵的作用，然后操控?zé)o人機(jī)逐漸降落至與地面保持一定高度，接著每根撐地桿伸長(zhǎng)至端部與地面落點(diǎn)接觸即可，最后操控關(guān)停無人機(jī)螺旋槳實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)降落。

技術(shù)研發(fā)人員：張乾,池楊楊,王鐵,宮金杞
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6