[发明专利]土壤图像获取设备、土壤含水量检测系统以及检测方法

权利要求书

1.一种土壤图像获取设备，其特征在于，包括暗盒(1)、内置光源(2)、透明套筒(3)、工业相机(4)、三棱镜(5)以及电源(6)，所述工业相机(4)安装于所述透明套筒(3)内部上方以拍摄土壤图像，所述内置光源(2)设置于所述透明套筒(3)内部下方为所述工业相机(4)拍摄提供光源，所述三棱镜(5)安装于所述内置光源(2)上方以调节所述内置光源(2)的反射率，所述电源(6)为所述内置光源(2)和所述工业相机(4)供电，所述暗盒(1)设置于所述透明套筒(3)顶部以对所述工业相机(4)获取的图像进行存储和传输。

2.根据权利要求1所述的一种土壤图像获取设备，其特征在于，所述暗盒(1)包括盒体和GPRS图像采集模块，所述GPRS图像采集组件模块设置于所述盒体内部并与工业相机(4)进行数据交换以获取工业相机(4)获取的土壤图像并通过GPRS网络将土壤图像进行无线发送。

3.根据权利要求1所述的一种土壤图像获取设备，其特征在于，所述透明套筒(3)为有机玻璃套筒。

4.根据权利要求1所述的一种土壤图像获取设备，其特征在于，所述电源(6)为蓄电池。

5.根据权利要求4所述的一种土壤图像获取设备，其特征在于，所述土壤图像获取设备还包括太阳能板(7)，所述太阳能板(7)设置于所述暗盒(1)外部且与所述蓄电池连接为所述蓄电池充电提供电能。

6.一种土壤含水量检测系统，其特征在于，包括计算机以及如权利要求1-5任一所述的土壤图像获取设备，所述计算机通过有线网络或者无线网络与所述土壤图像获取设备连接以接收所述土壤图像获取设备获取的图像并根据图像分析土壤含水率。

7.一种使用权利要求6所述的土壤含水量检测系统的土壤含水量检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

将土壤图像获取设备中的透明套筒(3)插入土壤中，通过所述透明套筒(3)中的工业相机(4)获取土壤图像，并通过暗盒(1)将土壤图像传输至计算机；

计算机通过图像处理软件对图像进行处理得到土壤图像平均灰度值；

将土壤图像平均灰度值与灰度值-含水率标准曲线进行对比得到土壤含水率。

8.根据权利要求7所述的土壤含水量检测方法，其特征在于，所述灰度值-含水率标准曲线的制定包括以下步骤：

采集与所述土壤图像对应的土壤样本并通过烘干实验得出土壤样本的土壤含水率；

根据拟合函数对土壤含水率与土壤图像平均灰度值进行拟合得到所述灰度值-含水率标准曲线。

9.根据权利要求8所述的土壤含水量检测方法，其特征在于，拟合函数包括曲线拟合函数和线性拟合函数，当土壤含水率大于30％时采用线性拟合函数进行拟合，当土壤含水率小于30％时采用曲线拟合函数进行拟合。