一种应用于大田小区水稻植株参数检测的自动快速定位装置及方法与流程

本发明涉及一种工业自动化快速定位方法及控制设备，具体涉及一种应用于大田小区水稻植株参数检测的自动快速定位装置及方法。

背景技术：

水稻植株生长信息的获取和解析是我国现代水稻育种体系和功能基因组研究的重要组成部分，也是现在水稻育种和功能基因研究的关键技术所在，提高了水稻定向选育水平，加快建立水稻高效育种技术创新体系，新品种高效繁殖技术和规模化推广技术体系，推进我国水稻优良品种的产业化进程，为大幅度提高我国水稻粮食产量、水稻品种改良、促进农民增收提供坚实的技术支撑。水稻植株在全生育期内各种表型生长信息的测定和量化分析，是水稻生长发育、生理研究、遗传变异等生命过程的直接表现，也是数字农业的直接体现。我国尽快开展田间水稻表型参数自动化获取和分析平台的研发，可降低现代水稻育种和功能基因研究成本，减少水稻育种周期，具有很多的科研价值和社会经济效益。

在此背景前提下，国外已经出现了一些成熟的产品，而国内尚无此类此项工作的先例，或者绝大部分依然停留在实验室阶段。为了给田间水稻植株表型参数检测提供一个高通量、自动化以及美观的测量平台，就必须设计和制作一个自动快速定位系统。从系统的维护和稳定性考虑本自动化快速定位系统设计主要采用减速电机传动结构带动小车移动，控制采用工业控制常用的可编程逻辑控制器加以编程实现自动控制设计。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种应用于大田小区水稻植株参数检测的自动快速定位装置及方法，实现将水稻植株参数测量模块自动快速定位到待检测小区，进行水稻植株表型参数测量，工作完毕后将其自动归位到起始位置，提高了田间水稻植株表型参数测量效率，降低了人工劳动强度。

为解决上述问题，本发明提出了一种应用于田间小区水稻植株表型参数检测的自动快速定位装置及方法，1、一种应用于大田小区水稻植株参数检测的自动快速定位装置及方法，其特征在于：大田小区水稻植株表型参数检测的自动快速定位装置具体包括第一移动小车(1)、第二移动小车(2)组成的田间小区(10)坐标(x，y)定位，所述的第一移动小车(1)上安装第一光电开关(3)，所述的第二移动小车(2)上安装第二光电开关(4)，第一移动小车(1)在大田轨道(6)上移动，用于大田小区(10)y方向坐标定位，第二移动小车(2)在小车轨道(8)上移动，用于大田小区(10)x方向坐标定位，小车轨道(8)位于第一移动小车(1)上，在大田轨道(6)上安装有大田小区(10)y方向坐标定位第一光电开关感应片(5)，第一移动小车(1)上安装有大田小区(10)x方向坐标定位第二光电开关感应片(7)，所述第一光电开关(3)、第二光电开光(4)的信号连接控制器(9)，控制器(9)还分别连接第一移动小车(1)、第二移动小车(2)，控制器(9)用于根据第一光电开光(3)、第二光电开关(4)感应到第一光电开关感应片(5)和第二光电开关感应片(7)的状态来判断第一移动小车(1)和第二移动小车(2)的运行位置，控制器(9)通过无线控制终端(11)进行远程无线控制；

2、根据权利要求书1所述的一种应用于大田小区水稻植株参数检测的自动快速定位装置及方法，其自动快速定位方法特征在于：步骤一首先在无线控制终端上预设好目标小区的坐标(x，y)，步骤二开始启动自动定位装置，第一移动小车(1)在大田轨道(6)上自动移动检索y方向坐标，通过第一光电开关感应片(5)来确定y坐标，y坐标确定后，第一移动小车(1)不动，第二移动小车(2)在小车轨道(8)上自动移动检索x方向坐标，通过第二光电开关感应片(7)来确定x坐标，步骤三确定目标小区坐标，定位完成；

3、根据权利要求书2所述自动快速定位方法，其特征在于：还包括大田小区被划分为网格状小区，每个小区都有对应的x方向光电感应片(7)和y方向光电感应片(5)，通过这些光电感应片定位识别小区位置；

4、根据权利要求书2所述的无线控制终端，其特征在于：无线控制终端(11)不受限制，只要能连接wifi信号即可；控制器(9)和无线控制终端(11)在同一个局域网下，在无线控制终端中进入控制软件来远程操作控制器(9)。

本发明的控制流程为：启动设备后，按照指定的小区坐标，第一移动小车先在大田小区y方向上移动，通过光电开光来判断是否到达设定的大田小区y方向坐标，若判断到第一移动小车达到y方向设定坐标则第一移动小车停止移动，第二移动小车开始在大田小区的x方向上移动，通过光电开关来判断是否到达大田小区x方向坐标，若判断已到达则第二移动小车停止移动，小区定位完成，通过控制器可通知测量装置进行水稻植株表型参数测量，测量完成后，可进行下一个坐标小区定位测量。

在田间小区水稻植株表型参数测量工作中，大大提高了田间水稻植株表型参数测量效率，降低了人工下田定位测量的劳动强度。本发明系统自动定位准确度高，运行稳定。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步具体说明。

图1是本发明的结构示意图

图2是本发明的第一移动小车侧视图

图3是本发明的第二移动小车侧视图

图4是本发明的工作控制流程图

具体实施方式

结合图1、图2、图3所示，本发明主要包括两个移动小车，第一光电开关3在第一移动小车1上，第二光电开关4在第二移动小车2上。第一移动小车1、第二移动小车2的动作由控制器9按照编程设计思路实现。两个移动小车采用铝型材搭建，第一移动小车由两个减速电机提供动力，第二移动小车由一个减速电机提供动力。如图4所示的工作控制流程，首先设备启动后，通过无线控制终端11设定好目标小区的坐标(x，y)，运行开始，第一移动小车1便开始在大田小区10y方向进行坐标搜索，通过第一光电开关3来感应大田轨道6上光电开光感应片5，控制程序里会进行坐标判断，若达到指定的y方向坐标则第一移动小车1停止移动，接着第二移动小车2开始在大田小区10x方向移动，通过第二光电开关4来感应第一移动小车1上的光电开关感应片7，控制器判断是否到达x方向指定坐标，若到达则第二移动小车停止移动，小区定位完成，进行水稻植株表型参数测量。接着便可进行下一个指定坐标定位。

最后应说明的是，以上具体实施方式仅仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种应用于大田小区水稻植株参数检测的自动快速定位装置及方法，大田小区水稻植株参数检测装置具体包括1号小车、2号小车组成的田间小区坐标(X，Y)定位系统，1号小车和2号小车上分别安装有第一光电开关和第二光电开关，轨道和1号小车上在对应大田每个小区行列处分别装有光电开关感应片，1号小车、2号小车均连接控制模块，并由无线控制终端控制；自动快速定位方法具体包括在大田中按照要求划出网格状分布的小区，在控制终端设定好小区定位坐标(X，Y)后，1号小车和2号小车通过光电开关感应片来检索X方向和Y方向坐标实现定位，在大田小区水稻植株参数检测工作中采用本发明，很大程度上提高了检测效率，降低了人工成本。

技术研发人员：杨万能;叶军立;冯慧;杨朋;涂海甫;黄成龙;段凌凤;陈国兴;熊立仲
受保护的技术使用者：华中农业大学
技术研发日：2017.09.09
技术公布日：2018.01.12