一种田间光谱成像系统校正过程中自动存取白板的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光谱技术、农田信息检测领域，尤其涉及一种田间光谱成像系统校正过程中自动存取白板的装置。
【背景技术】
[0002]精细农业要根据农作物的生长状况及生长环境状况进行精确的作业，因此精准地采集田间作物信息显得尤为关键。作物生长信息的获取技术是精细农业的重要技术支撑之一，植物的生长信息获取技术主要包括利用其电学特性、光学特性和机器视觉技术等。
[0003]随着光谱技术的发展，近红外光谱技术、多光谱技术和高光谱技术在作物生长信息的获取应用上开始大量应用，并显示了其分析速度快、效率高、成本低、无需制备样品等优点，已成为一种快速、无损的现代分析技术。
[0004]例如公开号为CN104422660A的中国专利文献公开了一种高光谱的植物叶片病虫害诊断系统，属于农业领域。高光谱成像仪和线光源一起固连在电控位移台上，受移动平台控制装置控制一起移动；在移动过程中线光源照射标定白板和被测植物叶片，高光谱成像仪采集数据并实时上传到计算机；经过图像分析和处理软件处理后，输入已经建立的病虫害三重诊断模型，实时定量得到植物的病虫害感染程度，据此分析决策是否对测量植物喷药以及用药种类剂量及喷头形式。
[0005]公开号为103439270A的中国专利文献公开一种基于反射和半透射高光谱图像检测桃果实冷害的装置和方法，通过高光谱成像仪，获取桃果实采后低温贮藏不同冷害阶段的反射和半透射高光谱图像，分析冷害桃果实与正常果实的光谱值及图像间的差异，提取响应的特征参数，在此基础上优化确定反映桃果实冷害特征的变量集，建立基于Fisher判别方法对桃果实冷害判别的数学模型，所建基于反射和半透射高光谱图像检测模型的判别准确率分别达到85.6%和95.6%。可以对采后冷害桃果实进行准确识别，代替人工检测，降低水果采后贮藏的损失，可以用于水果采后的流通、贮藏和销售过程中的检测和监测。
[0006]为了消除镜头中存在的暗电流以及光源的强度不均所产生的噪声，我们需要进行田间光谱图像的黑白校正，而这个过程中白板的收取存在一个很大的问题，并且为了保证白板的清洁，每次实验结束后都要将其放到田间封闭的箱子里或者直接放在拖拉机等农机上，十分不方便。因此，开发一种田间光谱成像系统校正过程中自动存取白板的装置，用来满足存取白板的高效性以及白板的整洁性，保证实验中作物信息采集的精准性具有很大的意义。
【发明内容】
[0007]本发明提供了一种田间光谱成像系统校正过程中自动存取白板的装置，为后期实验过程中所采集信息的精准性提供了更加可靠的保证。此外，本发明也可用于田间近红外光谱系统校准平台的研究与开发。
[0008]—种田间光谱成像系统校正过程中自动存取白板的装置，包括:
[0009]支撑平台；
[0010]升降平台，处在所述支撑平台的上方；
[0011]升降驱动机构，安装在支撑平台上以驱动所述升降平台上下运动；
[0012]白板箱，设置在所述升降平台上且带有箱门；
[0013]白板支撑件，位于所述白板箱内用于固定白板；
[0014]伸缩驱动机构，安装在所述白板箱内用于带动白板支撑件进出箱门；所述升降驱动机构包括:
[0015]转动安装在支撑平台上的竖直丝杠；
[0016]固定在升降平台上与所述丝杠配合的螺纹套；
[0017]水平安装在支撑平台上的齿轮轴；
[0018]与所述齿轮轴联动的升降电机；
[0019]安装在齿轮轴以及竖直丝杠上相互配合的第一锥齿轮和第二锥齿轮。
[0020]本发明中通过升降平台承载白板箱，而在白板箱内通过伸缩驱动机构带动白板伸出或缩进白板箱，该装置可完成在田间校正过程中白板的自动推送与收回，并且可保证在密闭的环境中储存。
[0021]本发明中尤其对升降驱动机构进行了优化，根据装置使用场景的特点，要求传动部分简单可靠，又要相对运行平稳精确。
[0022]本发明装置通过锥齿轮进行驱动换向，再通过竖直丝杠驱动升降平台，可以满足上述要求，另外维护安装方便。
[0023]作为优选，第一锥齿轮和第二锥齿封装为减速箱，减速箱的输入输出端分别与齿轮轴以及竖直丝杠可拆卸连接。
[0024]作为优选，所述竖直丝杠有四根，分布在支撑平台的四角，所述螺纹套相应的有四个，分布在升降平台的四角。
[0025]竖直丝杠有四根，可以提高升降平台运动的稳定性，改进了现有传动方式中一根丝杠加多根导向杆的方式，进一步避免晃动，提高控制精度。
[0026]为了进一步提高四根丝杠的同步性，作为优选，所述齿轮轴有四根，齿轮轴一端为所述第一锥齿轮，另一端安装有第三锥齿轮，所述升降驱动机构还包括与所述升降电机联动的传动杆，该传动杆上设置有两个第四锥齿轮，每两个第三锥齿轮与其中一个第四锥齿轮啮合。这样可以通过一台电机同步驱动四根丝杠，且都是通过结构相同的锥齿轮形式传动，，同步性大大提尚。
[0027]所述升降电机与传动杆通过同步带或齿轮传动。升降电机与传动杆之间也是传动的一个环节，优选采用控制精度较高的方式，例如同步带或齿轮。
[0028]本发明装置中，所述伸缩驱动机构包括:
[0029]安装在白板箱内的伸缩电机；
[0030]横置在白板箱内且受所述伸缩电机驱动的伸缩臂，所述白板支撑件由该伸缩臂兼做。
[0031 ] 所述白板箱的内壁设有引导白板支撑件的导向槽。
[0032]本发明装置中的伸缩臂可以采用液压方式或采用牵引方式驱动，另外伸缩臂可以采用相互嵌套的多级形式，以加长输送行程。
[0033]所述白板箱的一侧开口且安装有所述箱门，在白板箱与箱门之间设有开门驱动机构。
[0034]作为优选，所述白板箱的开口与箱门密封配合。这样更可以保持白板箱内部的清洁。采用可控的开门驱动机构可以实现自动开关门。
[0035]作为一种实现方式，所述箱门为对开的两扇，在白板箱开口部位设有箱门滑轨，在白板箱内安装有开门电机，箱门上安装有定滑轮，定滑轮与电机之间通过开门拉索联动。
[0036]作为另一种实现方式，所述箱门的底沿轴接在白板箱开口部位，在白板箱顶面安装有开门电机以及导向滚轮，在箱门和开门电机之间通过绕置在导向滚轮上的开门拉索联动。
[0037]作为进一步的优选，所述支撑平台的底部设有可折叠的车轮。便于整个装置的移动。
[0038]为了实现自动控制，本发明装置中设有用于感知升降平台上升位置的第一传感器，所述升降电机以及开门电机受控于该第一传感器的信号。
[0039]升降平台上升预定高度后，第一传感器发送信号，升降电机停止工作，而开门电机工作打开箱门。
[0040]本发明装置中还设有用于感知升降平台下降位置的第二传感器，所述升降电机受控于该第二传感器的信号。
[0041 ] 升降平台下降预定高度后，第二传感器发送信号，升降电机停止工作。
[0042]本发明装置中还设有用于感知箱门开启位置的第三传感器，所述开门电机以及伸缩电机受控于该第三传感器的信号。
[0043]箱门开启到预定位置后触发第三传感器，第三传感器发送信号，开门电机停止工作，而伸缩电机工作伸出白板。
[0044]本发明装置中还设有用于感知箱门关闭位置的第四传感器，所述开门电机受控于该第四传感器的信号。
[0045]箱门关闭到预定位置后触发第四传感器，第四传感器发送信号，开门电机停止工作。
[0046]本发明装置中还设有用于感知白板伸出位置的第五传感器，所述伸缩电机受控于该第五传感器的信号。
[0047]白板伸出到预定位置后触发第五传感器，第五传感器发送信号，伸缩电机停止工作。
[0048]本发明装置中还设有用于感知白板复原位置的第六传感器，所述伸缩电机以及开门电机受控于该第六传感器的信