一种入侵植物监测系统及装置的制作方法

本发明涉及植物入侵监测，具体涉及一种入侵植物监测系统及装置。

背景技术：

1、入侵植物适应能力极强，能够形成对当地生态系统的威胁，破坏当地生态系统多样性。而且，大部分外来物种成功入侵后，其长势难以控制，通过压制或排挤本地物种，形成单优势种群，危及本地物种的生态，最终导致生物多样性的丧失。

2、入侵植物与本地植物混杂，且分布无规律。目前，常采用无人机搭载高光谱成像仪来监测入侵植物，但是，野外光照不充足的情况下视觉辨识度低，无法很好的监测到入侵物种；尤其是在有灌木丛、杉木、草本植物等多种植被混杂的区域内进行入侵物种监测时，入侵植物可能会被灌木丛遮挡，无法准确的监测到。而且，当树木比较密集时，无人机无法顺利的进行飞行，可能导致无人机的机翼与树木相撞，或者缠绕在藤蔓上，从而导致无人机坠落的情况发生，进而无法进行监测作业。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种入侵植物监测系统及装置，解决了现有技术中光照不足以及植被种类繁多时导致入侵物种监测困难的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

3、本发明公开了一种入侵植物监测装置，包括安装体，所述安装体设置有开口朝下的安装腔，所述安装腔内转动设置有高光谱成像仪，所述安装腔的侧壁上设置有缺口，所述缺口的顶部设置有灯带，所述高光谱成像仪的本体上、靠近其镜头位置设置有亮度传感器，所述高光谱成像仪朝向缺口方向转动，所述安装体上设置有驱动高光谱成像仪升降的驱动机构，当所述高光谱成像仪上升时，高光谱成像仪朝向缺口转动；所述安装体的顶部可拆卸固定有无人机，或，所述安装体的底部可拆卸设置有行走机器人。

4、优选的，所述高光谱成像仪的周向上套设有固定环，所述固定环的侧壁上通过球铰接与驱动机构连接；所述安装体内设置有与所述驱动机构相对应的导向杆，所述导向杆上设置有套筒，所述套筒通过球铰接与固定环连接。

5、优选的，所述安装体内、位于安装腔相对应的两侧分别竖直设置有截面呈“├”形并与安装腔连通的条形槽，所述驱动机构和导向杆分别设置在条形槽内；所述驱动机构包括丝杆，所述丝杆的一端设置有电机，所述电机嵌入设置在安装体内，所述丝杆上套设有丝母，两个所述球铰接分别穿过条形槽与丝母和套筒连接，所述丝杆和导向杆设置在安装腔侧壁的中线位置。

6、优选的，所述安装腔靠近其顶部的侧壁上对应设置有呈弧形的导向条，所述导向条的凹面朝下设置，所述导向条相对应的侧面上分别设置有导向槽，所述导向槽两端贯穿设置，所述高光谱成像仪的顶部设置有两个导向头，其中一个所述导向头的一端伸进其中一个所述导向槽内，另一个所述导向头的一端与另一个所述导向槽错位设置。

7、优选的，所述导向槽的两端呈喇叭状，所述导向条与丝杆和导向杆同侧设置，所述丝杆和导向杆位于导向条的中部。

8、优选的，所述高光谱成像仪的顶部设置有控制两个所述导向头直线运动的驱动件，驱动所述导向头沿着导向条两端之间往复运动，所述高光谱成像仪的顶部设置有顶盖，所述顶盖上设置有滑槽，所述滑槽沿着导向条两端之间的位置设置，所述导向头与滑槽滑动连接。

9、优选的，所述驱动件包括分别转动连接在顶盖上的驱动杆，两个所述驱动杆分别靠近导向头设置，所述顶盖上设置有伸缩件，所述伸缩件的输出端设置有呈“冂”的顶杆，所述顶杆的两个竖杆分别与驱动杆的上表面相抵，所述驱动杆的另一端与设置在导向头上的挡板相抵，所述顶盖上设置有弹性件，所述弹性件的一端与挡板的背面固定，另一端通过与挡板对应设置的竖板固定；当所述伸缩件收回对驱动杆施加的作用力时，所述弹性件驱动导向头复位。

10、优选的，所述导向头包括固定座，所述固定座上设置有牛眼轴承，所述牛眼轴承位于顶盖的侧壁上，且朝向导向槽设置，其中一个所述牛眼轴承位于导向槽内；所述固定座的顶端部分伸出顶盖的顶面，且伸出顶盖顶面的部分设置有固定块，所述固定块的底面设置有与滑槽适配的滑块，所述挡板设置在所述固定块的侧壁上并与牛眼轴承同向设置。

11、优选的，所述安装体的底部设置有截面呈t形的柱形槽，所述柱形槽内设置有立柱，所述立柱的一端伸出柱形槽外，所述立柱位于柱形槽内的一端的周向上设置有挡片，位于所述挡片上方的所述立柱上套设有弹簧，所述柱形槽的顶部设置有测力传感器，所述立柱的顶部与测力传感器相离设置。

12、相应的，一种入侵植物监测系统，包括控制平台，所述控制平台上搭载监测平台，所述安装体上搭载gps和位置传感器，所述gps和位置传感器与控制器连接，所述控制器与控制平台通过无线通信建立信息传输，所述亮度传感器、灯带上的灯带控制器分别与控制器连接，所述电机、伸缩件和测力传感器均由控制器控制。

13、本发明具备以下有益效果：

14、1.本发明通过在安装体的顶部设置无人机或安装体的底部设置行走机器人从而实现高空监测或地面监测入侵植物的情况，能够针对不同的环境因素采用合适的方式进行监测。同时，在更换监测方式时，通过控制高光谱成像仪上镜头的位置，来实现监测作业。当采用行走机器人时，高光谱成像仪的镜头朝下就无法将其安装到行走机器人上，而且，在监测时，镜头朝下，监测区域较小。因此，本发明将高光谱成像仪转动一定角度，以适应行走机器人的安装，同时，增加单个图像上的监测区域。另外，在安装体的底部设置立柱，每个立柱通过测力传感器监控，可知晓安装体是否掉落或掉落后受到撞击的作用力的大小情况，便于工作人员随时发现装置情况，有效的解决了植被种类繁多时导致入侵物种监测困难的问题。

15、2.本发明通过在缺口位置设置灯带，在高光谱成像仪的镜头附近设置亮度传感器，通过现实环境中，亮度情况，通过控制器控制灯带的亮度，来补充光源，光源补充后的情况，通过亮度传感器进行监测，达到光照要求后即可，有效的解决了野外光照不足时，无法拍摄清晰的图像。

技术特征：

1.一种入侵植物监测装置，包括安装体(1)，其特征在于：所述安装体(1)设置有开口朝下的安装腔(2)，所述安装腔(2)内转动设置有高光谱成像仪(3)，所述安装腔(2)的侧壁上设置有缺口(4)，所述缺口(4)的顶部设置有灯带(32)，所述高光谱成像仪(3)的本体上、靠近其镜头位置设置有亮度传感器，所述高光谱成像仪(3)朝向缺口(4)方向转动，所述安装体(1)上设置有驱动高光谱成像仪(3)升降的驱动机构，当所述高光谱成像仪(3)上升时，高光谱成像仪(3)朝向缺口(4)转动；所述安装体(1)的顶部可拆卸固定有无人机(5)，或，所述安装体(1)的底部可拆卸设置有行走机器人。

2.根据权利要求1所述的一种入侵植物监测装置，其特征在于：所述高光谱成像仪(3)的周向上套设有固定环(6)，所述固定环(6)的侧壁上通过球铰接(7)与驱动机构连接；所述安装体(1)内设置有与所述驱动机构相对应的导向杆(8)，所述导向杆(8)上设置有套筒(9)，所述套筒(9)通过球铰接(7)与固定环(6)连接。

3.根据权利要求2所述的一种入侵植物监测装置，其特征在于：所述安装体(1)内、位于安装腔(2)相对应的两侧分别竖直设置有截面呈“├”形并与安装腔(2)连通的条形槽(10)，所述驱动机构和导向杆(8)分别设置在条形槽(10)内；所述驱动机构包括丝杆(11)，所述丝杆(11)的一端设置有电机(12)，所述电机(12)嵌入设置在安装体(1)内，所述丝杆(11)上套设有丝母(13)，两个所述球铰接(7)分别穿过条形槽(10)与丝母(13)和套筒(9)连接，所述丝杆(11)和导向杆(8)设置在安装腔(2)侧壁的中线位置。

4.根据权利要求3所述的一种入侵植物监测装置，其特征在于：所述安装腔(2)靠近其顶部的侧壁上对应设置有呈弧形的导向条(14)，所述导向条(14)的凹面朝下设置，所述导向条(14)相对应的侧面上分别设置有导向槽(15)，所述导向槽(15)两端贯穿设置，所述高光谱成像仪(3)的顶部设置有两个导向头，其中一个所述导向头的一端伸进其中一个所述导向槽(15)内，另一个所述导向头的一端与另一个所述导向槽(15)错位设置。

5.根据权利要求4所述的一种入侵植物监测装置，其特征在于：所述导向槽(15)的两端呈喇叭状，所述导向条(14)与丝杆(11)和导向杆(8)同侧设置，所述丝杆(11)和导向杆(8)位于导向条(14)的中部。

6.根据权利要求1所述的一种入侵植物监测装置，其特征在于：所述高光谱成像仪(3)的顶部设置有控制两个所述导向头直线运动的驱动件，驱动所述导向头沿着导向条(14)两端之间往复运动，所述高光谱成像仪(3)的顶部设置有顶盖(16)，所述顶盖(16)上设置有滑槽(17)，所述滑槽(17)沿着导向条(14)两端之间的位置设置，所述导向头与滑槽(17)滑动连接。

7.根据权利要求6所述的一种入侵植物监测装置，其特征在于：所述驱动件包括分别转动连接在顶盖(16)上的驱动杆(18)，两个所述驱动杆(18)分别靠近导向头设置，所述顶盖(16)上设置有伸缩件(19)，所述伸缩件(19)的输出端设置有呈“冂”的顶杆(20)，所述顶杆(20)的两个竖杆分别与驱动杆(18)的上表面相抵，所述驱动杆(18)的另一端与设置在导向头上的挡板(21)相抵，所述顶盖(16)上设置有弹性件(22)，所述弹性件(22)的一端与挡板(21)的背面固定，另一端通过与挡板(21)对应设置的竖板(23)固定；当所述伸缩件(19)收回对驱动杆(18)施加的作用力时，所述弹性件(22)驱动导向头复位。

8.根据权利要求7所述的一种入侵植物监测装置，其特征在于：所述导向头包括固定座(24)，所述固定座(24)上设置有牛眼轴承(25)，所述牛眼轴承(25)位于顶盖(16)的侧壁上，且朝向导向槽(15)设置，其中一个所述牛眼轴承(25)位于导向槽(15)内；所述固定座(24)的顶端部分伸出顶盖(16)的顶面，且伸出顶盖(16)顶面的部分设置有固定块(26)，所述固定块(26)的底面设置有与滑槽(17)适配的滑块(27)，所述挡板(21)设置在所述固定块(26)的侧壁上并与牛眼轴承(25)同向设置。

9.根据权利要求1所述的一种入侵植物监测装置，其特征在于：所述安装体(1)的底部设置有截面呈t形的柱形槽(28)，所述柱形槽(28)内设置有立柱(29)，所述立柱(29)的一端伸出柱形槽(28)外，所述立柱(29)位于柱形槽(28)内的一端的周向上设置有挡片，位于所述挡片上方的所述立柱(29)上套设有弹簧(30)，所述柱形槽(28)的顶部设置有测力传感器(31)，所述立柱(29)的顶部与测力传感器(31)相离设置。

10.一种应用于权利要求1～9所述入侵植物监测装置的监测系统，其特征在于：包括控制平台，所述控制平台上搭载监测平台，所述安装体上搭载gps和位置传感器，所述gps和位置传感器与控制器连接，所述控制器与控制平台通过无线通信建立信息传输，所述亮度传感器、灯带(32)上的灯带控制器分别与控制器连接，所述电机(12)、伸缩件(19)和测力传感器(31)均由控制器控制。

技术总结
本发明涉及植物入侵监测技术领域，具体涉及一种入侵植物监测系统及装置。具体技术方案为：一种入侵植物监测装置，包括安装体，所述安装体设置有开口朝下的安装腔，所述安装腔内转动设置有高光谱成像仪，所述安装腔的侧壁上设置有缺口，所述缺口的顶部设置有灯带，所述高光谱成像仪的本体上、靠近其镜头位置设置有亮度传感器，所述高光谱成像仪朝向缺口方向转动，所述安装体上设置有驱动高光谱成像仪升降的驱动机构，当所述高光谱成像仪上升时，高光谱成像仪朝向缺口转动；所述安装体的顶部可拆卸固定有无人机，或，所述安装体的底部可拆卸设置有行走机器人。本发明解决了现有技术中光照不足以及植被种类繁多时导致入侵物种监测困难的问题。

技术研发人员：王宣入,唐天文,张林,任雨航,肖欣怡,王海龙,陈志,翁哲繁
受保护的技术使用者：雅江清能生态环保（成都）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/2/17