[发明专利]一种群体作物根系的垂直分布监测装置

权利要求书

1.一种群体作物根系的垂直分布监测装置，其特征在于，包括：第一步进电机、第二步进电机、第三步进电机、视觉传感器、控制板和至少一个透明管；

所述第一步进电机、第二步进电机和第三步进电机分别为空间上x、y和z轴设置,用于实现对所述视觉传感器的移动控制；

所述视觉传感器，通过导线与所述第三步进电机连接，用于采集地面图像以供控制板判断透明管位置，并在透明管中采集所述群体作物根系的地下根区图像；

所述控制板，用于根据所述视觉传感器采集的地面图像获取透明管的位置，并根据所述透明管的位置向所述第一步进电机、第二步进电机和第三步进电机发送指令，以使所述第一步进电机、第二步进电机和第三步进电机分别进行移动，将所述视觉传感器送入所述透明管；

所述透明管，设置于群体作物种植区域的地下，多个不同的透明管依不同植株的位置而分散设置；

所述视觉传感器由摄像头和补光设备组成；所述摄像头能够旋转并至少具有平行地面的视角和垂直地面的视角；所述补光设备用于在所述视觉传感器采集图像时进行补光。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：第一主支架、第二主支架、第一轨道支架、第二轨道支架、固定支架和缠线轮；

所述第一轨道支架的两端分别通过第一主支架和第二主支架固定；所述第二轨道支架的一端与所述第一轨道支架垂直连接；

所述第一步进电机的两端分别通过第一主支架和第二主支架固定；所述第二步进电机与所述第二轨道支架平行且通过所述第二轨道支架进行固定；所述第三步进电机通过所述固定支架固定在所述第二轨道支架上，并与所述缠线轮相连接；

所述视觉传感器通过所述缠线轮上的导线与所述第三步进电机相连接。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括第一副支架、第二副支架和和第三轨道支架；

所述第三轨道支架的两端分别通过所述第一副支架和第二副支架固定；所述第二轨道支架的另一端通过所述第三轨道支架进行固定。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制板包括图像处理模块、反馈模块和步进电机驱动模块；

所述反馈模块，用于将所述视觉传感器采集到的地面图像反馈到所述图像处理模块以进行进一步处理；

所述图像处理模块，用于将视觉传感器采集到的图像进行相应的处理，确定一个当前透明管的相对位置；

所述步进电机驱动模块，与所述第一步进电机、第二步进电机和第三步进电机电连接，用于根据所述当前透明管的相对位置驱动所述第一步进电机、第二步进电机和第三步进电机进行运动，以将所述视觉传感器送入当前透明管。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述控制板还包括存储模块；所述存储模块，用于存储所述控制板接收的所述视觉传感器采集的地下根区图像。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述控制板，还用于设置监测周期，使所述装置按照所述监测周期进行管口位置的检测、地下根区图像的采集和监测，以达到全程自动检测的目的。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述透明管垂直设置于地表以下，所述透明管的管口处高出地表且距离地表面10-20cm。