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原文传递一种作物冠层结构分析装置及方法

专利名称：	一种作物冠层结构分析装置及方法
摘要：	本发明涉及农业信息化技术领域，提供一种作物冠层结构分析装置及方法，可以在常规条件下，利用冠层外部采集装置和冠层内部采集装置分别测得的光合有效辐射数据和半球图像数据进行融合，实现对目标作物冠层结构的精确测量，包括冠层孔隙度、叶面积指数以及冠层内部指定位置的直射、散射和总的光合有效辐射数据，相对于传统的冠层结构测量在测量精度和效率上均有提升；通过在冠层外部采集装置中设置自动遮挡装置，使得冠层外部的光环境，尤其是直射光和散射光的定量化，可以更准确的测量。将测量部分的辅助信息，通过添加语音控制和记录功能，使得在冠层结构测量时更为简单便捷。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	北京农业信息技术研究中心
发明人：	郭新宇;温维亮;王传宇;武琦;郭焱
专利状态：	有效
申请日期：	2018-11-20T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-07T00:00:00+0800
申请号：	CN201811383256.X
公开号：	CN109724915A
代理机构：	北京路浩知识产权代理有限公司
代理人：	王莹;吴欢燕
分类号：	G01N21/01(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	100097 北京市海淀区曙光花园中路11号农科大厦A座1107
主权项：	1.一种作物冠层结构分析装置，其特征在于，包括：冠层外部采集装置、冠层内部采集装置以及数据处理装置；所述冠层外部采集装置包括：自动遮挡装置、第一光合有效辐射传感器以及第一数据采集模块，所述自动遮挡装置根据入射光线的方向自适应遮挡所述第一光合有效辐射传感器，所述第一光合有效辐射传感器与所述第一数据采集模块电连接；所述冠层内部采集装置包括：半球图像传感器、第二数据采集模块和多个第二光合有效辐射传感器，所述半球图像传感器以及多个第二光合有效辐射传感器均与所述第二数据采集模块电连接；所述数据处理装置、第一数据采集模块以及第二数据采集模块之间相互通信连接，所述数据处理装置用于获取由所述第一数据采集模块和第二数据采集模块采集的数据。 2.根据权利要求1所述的作物冠层结构分析装置，其特征在于，所述冠层外部采集装置还包括：第一无线传输模块、底座以及罩设于所述底座上的透光半球，所述第一数据采集模块位于所述底座内部，所述第一光合有效辐射传感器位于所述透光半球的球心位置，所述自动遮挡装置根据入射光线的方向绕所述透光半球的球心转动并对所述第一光合有效辐射传感器进行遮挡，所述第一无线传输模块与所述第一数据采集模块电连接。 3.根据权利要求2所述的作物冠层结构分析装置，其特征在于，所述自动遮挡装置包括：支撑杆和遮挡片，所述遮挡片位于所述支撑杆的一端，所述第一光合有效辐射传感器的中心位置设有转动机构，所述支撑杆的另一端与所述转动机构连接。 4.根据权利要求3所述的作物冠层结构分析装置，其特征在于，所述透光半球由多个相等的多边形拼接而成。 5.根据权利要求1所述的作物冠层结构分析装置，其特征在于，所述冠层内部采集装置还包括水平测量杆，所述多个第二光合有效辐射传感器均匀分布在所述水平测量杆上，所述半球图像传感器位于所述水平测量杆中部，所述第二数据采集模块卡设在所述水平测量杆上。 6.根据权利要求5所述的作物冠层结构分析装置，其特征在于，所述第二数据采集模块内置有录音模块和第二无线传输模块，所述录音模块用于记录测量数据。 7.根据权利要求5所述的作物冠层结构分析装置，其特征在于，每个所述光合有效辐射传感器外部套设有透光保护罩。 8.一种基于权利要求1至7中任一所述作物冠层结构的作物冠层结构分析方法，其特征在于，包括：利用所述冠层外部采集装置获取目标作物外部的光合有效辐射数据，所述目标作物外部的光合有效辐射数据包括：总的光合有效辐射、散射光合有效辐射以及直射光合有效辐射；利用所述冠层内部采集装置获取目标作物内部测量位置i的半球图像数据和光合有效辐射数据；其中i表示目标作物内部不同的测量位置；基于所述目标作物冠层结构内部测量位置i的半球图像数据和光合有效辐射数据，采用多曝光图像融合法，得到所述测量位置i的冠层孔隙度。 9.根据权利要求8所述的作物冠层结构分析方法，其特征在于，还包括：获取所述冠层内部采集装置贴近地面位置的冠层孔隙度数据，利用叶面积指数和冠层孔隙度的关系公式，得到目标作物的叶面积指数。 10.根据权利要求8所述的作物冠层结构分析方法，其特征在于，还包括：根据所述目标作物冠层结构外部的光合有效辐射数据、目标作物冠层结构内部的光合有效辐射数据和冠层孔隙度，计算得到测量位置i的散射光合有效辐射以及直射光合有效辐射；其中，所述目标作物冠层结构内部的光合有效辐射数据为所有第二光合有效辐射传感器的测量值的平均值。
所属类别：	发明专利