专利名称：大田作物病害立体信息获取装置及方法
技术领域：
本发明涉及农业信息技术领域，特别涉及一种大田作物病害立体信息获取装置及方法。
背景技术：
粮食作物在我国国民经济中占有重要地位，丰产及品质好坏直接关系到国计民生。病害胁迫是影响作物产量及品质的重要胁迫因子，近年来，随着全球气候变化加剧，作物病害爆发的几率增大，破坏性也呈显著上升趋势。然而，作物病害发病特征表现不一，有些病菌或孢子随风传播(以小麦条锈病为例)，表征为作物不同层次的大面积感染，但轻重程度不一；有些从作物下层叶片到上部逐渐发病(以小麦白粉病为例)，表征为中下层病害特征明显，而上层不明显。为了搞清楚不同病害在作物群体中的传播趋势及影响，进而为变量精准喷药及药效效果评价提供依据，需针对性开展相应观测装置的研发。查阅国内外已有文献发现，目前用于大田作物养分、病虫害遥感监测的传感器日益先进，但与之相配套的观测装置研发较少。目前，我国农业和植保部门对病害发生的监测基本仍是以目测手查的方法为主，对作物病害的防治大都以地块或农户为单位进行统一的喷药和管理。这种传统的均一喷药模式，没有考虑不同病害的发病特征及发病程度，往往因喷药不均或过度喷洒而造成农药滥用，致使药害频繁发生。其次，大面积作物种植区(黑龙江、新疆等垦区)采用机械化喷药，仅提高了喷药速度，远未实现精准定量施药的目标。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明提供了一种大田作物病害立体信息获取装置及方法，以解决大田作物特殊病害的最佳喷药角度选择问题，可有效提高机械化施药和人工喷药的病害防控效率。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本发明一方面提供一种大田作物病害立体信息获取装置，包括:拱形架，其用于搭载信息获取探头；所述拱形架上设有弧形滑槽，所述信息获取探头可在滑槽内滑动；信息获取探头，用于采集作物病害区域光谱；推拉板，用于固定参照板，所述参照板对高光谱数据进行校正；地物光谱仪，用于采集病害作物立体维的高光谱信息；移动终端，用于数据收集与病害程度判断，提供最优喷药角度与喷药剂量建议；运输车，用于承载上述部件，且在田间行走。进一步地，运输车包括平台支架，所述平台支架上连接手推杆，所述平台支架底端连接车轮，所述车轮上设有护轴板；
进一步地，所述运输车车轮的直径为100cm。进一步地，所述多角度拱形架的角度变化范围为±60°。进一步地，所述推拉板工作状态时，将参照板固定至信息获取探头的正下方，用于光谱数据校正；工作完成后，滑动至地物光谱仪和移动终端的正上方，为地物光谱仪和移动终端遮挡直射太阳光。进一步地，所述推拉板由黑色PVC板制成。进一步地，所述推拉板包括板体，所述板体的两侧设有滑动槽，参照板在所述滑动槽内滑动；所述板体的一端设有圆心槽，使得参照板的中心与信息获取探头一致；所述圆心槽的四周设有固定参照板的突起；另一方面，本发明还提供一种采用上述大田作物病害立体信息获取装置进行测量的方法，具体包括:S1、运输车在大田垄间自由行走，实施同点多次观测或多点连续观测；S2、推拉板使用时，固定参照板进行光谱数据校正；使用后，充当地物光谱仪及移动终端的遮阳棚；S3、根据不同的作物病害，实施±60°范围内的角度变化观测，寻找到反馈病害信息的最佳角度；S4、移动终端设置为自动间隔的数据采集，给出最优喷药角度下的药物剂量建议； S5、人工或机械喷药装置在上述步骤的指导下实施定量喷药。(三)有益效果本发明实施例提供的大田作物病害立体信息获取装置及方法，通过面向大田变量喷药指导装置的开发和使用方法探索，提出喷药效果最大化的角度或角度组合，有效提高机械化施药和人工喷药的病害防控效率。
图1是本发明实施例的大田作物病害立体信息获取装置的整机示意图；图2是本发明实施例的大田作物病害立体信息获取装置的侧视示意图；图3是本发明实施例中拱形架的多角度细节示意图；图4是本发明实施例中推拉板的结构示意图。图中:1、护轴板；2、车轮；3、信息获取探头；4、拱形架；5、探头夹；6、推拉板；7、导向螺栓；8、地物光谱仪；9、笔记本电脑；10、手拉杆；11、平台支架；61:突起；62:圆心槽；
63:滑动槽。
具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式
作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。如图1-2所示，本发明实施例提供的大田作物病害立体信息获取装置具体包括:运输车，用于在田间行走，其中，运输车包括平台支架11，所述平台支架11上连接手推杆10，所述平台支架11底端连接车轮2，所述车轮2上设有护轴板1，所述运输车车轮2的直径为100cm，便于在田间行走，尤其在作物生长后期，保证移动平台不破坏大田作物冠层的自然状态。拱形架4，其安装在运输车上，其用于搭载信息获取探头3 ;所述拱形架4上设有弧形滑槽，所述信息获取探头3可在滑槽内滑动。其中，多角度拱形架的角度变化范围为±60°。拱形架 4 的多角度细节图包含 60°、50°、40°、30°、20°、10°、0°、一 0°、一10°、一 20°、一 30°、一 40°、一 50°、一 60°，共计14个变化角度，包含了获取同一目标有效信息的所有观测角度，由探头夹5在拱形架4上滑动实现。参考图3。信息获取探头3，用于采集作物病害区域光谱；推拉板6，用于固定参照板，所述参照板对高光谱数据进行校正；具体的，参考图4，推拉板6由黑色PVC板制成，所述推拉板6包括板体，所述板体的两侧设有滑动槽63，保证参照板始终在其范围内滑动，不会因为人为因素脱落。通过导向螺栓7将参照板固定。该板体的一端设有圆心槽62，使得参照板的中心与信息获取探头一致，同时该圆心槽62也可直接放置圆形参照板；所述圆心槽62的四周设有固定参照板的突起61。地物光谱仪8，用于采集病害作物立体维的高光谱信息；移动终端，本实 施例中的移动终端为笔记本电脑9，用于数据收集与病害程度判断，提供最优喷药角度与喷药剂量建议。该推拉板6工作状态时，将参照板固定至信息获取探头的正下方，用于光谱数据校正；工作完成后，滑动至地物光谱仪和移动终端的正上方，为地物光谱仪8和笔记本电脑9遮挡直射太阳光，间接起到仪器降温作用。下面对本发明的测量过程进行说明。S1、运输车通过人工推(或拉)在大田垄间自由行走，实施同点多次观测或多点连续观测；S2、推拉板用时，固定参照板进行高光谱数据校正；使用后，充当地物光谱仪及笔记本电脑的遮阳棚；S3、根据不同的作物病害，实施±60°范围内的角度变化观测，寻找到反馈病害信息的最佳角度；S4、笔记本电脑设置为自动间隔的数据采集，再经自主开发的数据软件处理后，给出最优喷药角度下的药物剂量建议。S5、在上述喷药建议指导下，人工或机械喷药装置在固定的角度或简单的角度组合下实施定量喷药。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种大田作物病害立体信息获取装置，其特征在于，包括: 拱形架，其用于搭载信息获取探头；所述拱形架上设有弧形滑槽，所述信息获取探头可在滑槽内滑动； 信息获取探头，用于采集作物病害区域光谱； 推拉板，用于固定参照板，所述参照板对高光谱数据进行校正； 地物光谱仪，用于采集病害作物立体维的高光谱信息； 移动终端，用于数据收集与病害程度判断，提供最优喷药角度与喷药剂量； 运输车，用于承载上述部件，且在田间行走。
2.按权利要求1所述的大田作物病害立体信息获取装置，其特征在于，运输车包括平台支架，所述平台支架上连接手推杆，所述平台支架底端连接车轮，所述车轮上设有护轴板。
3.按权利要求1所述的大田作物病害立体信息获取装置，其特征在于，所述运输车车轮的直径为100cm。
4.按权利要求1所述的大田作物病害立体信息获取装置，其特征在于，所述拱形架的角度变化范围为±60°。
5.按权利要求1所述的大田作物病害立体信息获取装置，其特征在于，所述推拉板工作状态时，将参照板固定至信息获取探头的正下方，用于光谱数据校正；工作完成后，滑动至地物光谱仪和移动终端的正上方，为地物光谱仪和移动终端遮挡直射太阳光。
6.按权利要求1所述的大田作物病害立体信息获取装置，其特征在于，所述推拉板由黑色PVC板制成。
7.按权利要求6所述的大田作物病害立体信息获取装置，其特征在于，所述推拉板包括板体，所述板体的两侧设有滑动槽，参照板在所述滑动槽内滑动；所述板体的一端设有圆心槽，使得参照板的中心与信息获取探头一致；所述圆心槽的四周设有固定参照板的突起。
8.一种采用权利要求1-7任一项所述的大田作物病害立体信息获取装置进行测量的方法，具体包括: s1、运输车在大田垄间自由行走，实施同点多次观测或多点连续观测； s2、推拉板使用时，固定参照板进行光谱数据校正；使用后，充当地物光谱仪及移动终端的遮阳棚； s3、根据不同的作物病害，实施±60°范围内的角度变化观测，寻找到反馈病害信息的最佳角度； s4、移动终端设置为自动间隔的数据采集，给出最优喷药角度下的药物剂量建议； s5、人工或机械喷药装置在上述步骤的指导下实施定量喷药。
全文摘要
本发明涉及农业信息技术领域，特别涉及一种大田作物病害立体信息获取装置及方法。该装置包括拱形架，其用于搭载信息获取探头；拱形架上设有弧形滑槽，信息获取探头可在滑槽内滑动；信息获取探头，用于采集作物病害区域光谱；推拉板，用于固定参照板，参照板对高光谱数据进行校正；地物光谱仪，用于采集病害作物立体维的高光谱信息；移动终端，用于数据收集与病害程度判断，提供最优喷药角度与喷药剂量；运输车，用于承载上述部件，且在田间行走。本发明实施例提供的大田作物病害立体信息获取装置及方法，通过面向大田变量喷药指导装置的开发和使用方法探索，提出喷药效果最大化的角度或角度组合，有效提高机械化施药和人工喷药的病害防控效率。
文档编号A01M7/00GK103081887SQ20131003894
公开日2013年5月8日 申请日期2013年1月31日 优先权日2013年1月31日
发明者黄林生, 张东彦, 黄文江, 屈磊, 梁栋, 王年, 杜世州, 王秀, 舒象兴, 董洲 申请人:安徽大学