歸一化植被指數(shù)自動測量車的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種歸一化植被指數(shù)自動測量車，包括車體，在車體內(nèi)設(shè)置有控制電路板，在控制電路板上設(shè)置有中央處理器、GPS模塊、NDVI模塊和無線通信模塊，中央處理器分別與GPS模塊、NDVI模塊和無線通信模塊連接，GPS模塊用于獲取所述測量車的位置信息，并發(fā)送給中央處理器，NDVI模塊用于獲取光信號，并發(fā)送給中央處理器，中央處理器根據(jù)光信號采用NDVI計算公式計算獲得歸一化植被差異指數(shù)，并將歸一化植被差異指數(shù)與位置信息發(fā)送給地面站終端。本發(fā)明提供的歸一化植被指數(shù)自動測量車，通過將測量車與NDVI測量相結(jié)合，利用測量車體積小、移動靈活、越野性能佳、便于操作的優(yōu)點，可以方便快速的獲取作物植被指數(shù)，為田間作物氮營養(yǎng)精確診斷提供了相關(guān)數(shù)據(jù)。
【專利說明】
歸一化植被指數(shù)自動測量車
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及田間信息采集技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種歸一化植被指數(shù)自動測量車。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，光譜測試以其簡便、快速、精度高和無損檢測等優(yōu)點，成為國內(nèi)外田間信息采集的研究熱點。歸一化植被指數(shù)(NDVI)以其卓越的植被信息表達能力以及數(shù)據(jù)提取與處理過程中較強的抗干擾能力，成為區(qū)域植被變化研究的主要數(shù)量分析工具。
[0003]現(xiàn)有的測量歸一化植被指數(shù)的裝置基本都是被動式測量裝置，其結(jié)構(gòu)復雜、重量較大、價值昂貴、操作困難，所以難以推廣。過度依賴于陽光，受到天氣的影響，即使在晴朗天氣情況下，天氣的變化也會影響檢測結(jié)果，且其探測器到植被的高度是固定的，給測量人員帶來了很多的不便，且測量精度受人為因素影響較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種歸一化植被指數(shù)自動測量車，達到操作簡單、自動化程度高、體積小、靈活性高、成本低，適合批量生產(chǎn)及大范圍推廣。
[0005]本發(fā)明提供一種歸一化植被指數(shù)自動測量車，包括具有行駛功能的車體，在所述車體內(nèi)設(shè)置有控制電路板，在所述控制電路板上設(shè)置有中央處理器、GPS模塊、NDVI模塊和無線通信模塊，所述中央處理器分別與GPS模塊、NDVI模塊和無線通信模塊連接，所述GPS模塊用于獲取所述測量車的位置信息，并發(fā)送給所述中央處理器，所述NDVI模塊用于獲取光信號，并發(fā)送給所述中央處理器，所述中央處理器根據(jù)所述光信號采用NDVI計算公式計算獲得歸一化植被差異指數(shù)，并將所述歸一化植被差異指數(shù)與位置信息發(fā)送給地面站終端。
[0006]優(yōu)選地，在所述控制電路板上還設(shè)置有視頻監(jiān)測模塊，所述視頻監(jiān)測模塊用于獲取植被環(huán)境圖像信息，并發(fā)送給中央處理器。
[0007]優(yōu)選地，所述無線通信模塊為設(shè)置在車體上的無線傳輸天線。
[0008]優(yōu)選地，所述GPS模塊包括設(shè)置在車體上的定位傳感器和GPS天線。
[0009]優(yōu)選地，所述NDVI模塊包括設(shè)置在車體上的光電探測器和舵機。
[0010]優(yōu)選地，所述舵機為360度舵機。
[0011 ]優(yōu)選地，所述視頻監(jiān)測模塊為攝像頭。
[0012]優(yōu)選地，所述車體包括車架、車底盤和車頂平臺，所述車底盤和所述車頂平臺固定在所述車架上，所述車底盤包括車底板和電機支撐架，所述電機支撐架上固定有電機，所述電機與傳動軸傳動連接，所述傳動軸通過法蘭盤固定車輪;在所述車頂平臺上設(shè)置有光電探測器、360度舵機、無線傳輸天線和GPS天線。
[0013]優(yōu)選地，所述控制電路板上還設(shè)置有運動控制模塊和電機驅(qū)動模塊，所述運動控制模塊與電機驅(qū)動模塊連接和所述中央處理器連接，所述運動控制模塊接收中央處理器發(fā)出的控制指令，并向電機驅(qū)動模塊發(fā)送驅(qū)動指令，以驅(qū)動車輪運動。
[0014]優(yōu)選地，所述車體為碳纖維車體。
[0015]由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供的歸一化植被指數(shù)自動測量車，通過將測量車與NDVI測量相結(jié)合引入到植被指數(shù)測量中，利用測量車體積小、移動靈活、越野性能佳、便于操作的優(yōu)點，可以方便快速的獲取作物植被指數(shù)，為田間作物氮營養(yǎng)精確診斷提供了相關(guān)數(shù)據(jù)?？朔烁鞣N自然環(huán)境和天氣因素帶來的測量誤差，大大減少了測量人員的工作量和測量難度，提高了工作效率。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明實施例提供的歸一化植被指數(shù)自動測量車的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為本發(fā)明實施例提供的歸一化植被指數(shù)自動測量車的控制結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0019]圖1和圖2共同示出了本發(fā)明實施例提供的一種歸一化植被指數(shù)自動測量車，包括具有行駛功能的車體。所述車體為碳纖維車體，堅固耐用，重量較輕，組裝方便。
[0020]本發(fā)明實施例所述測量車行駛功能的實現(xiàn)從結(jié)構(gòu)上來看，車體包括車架、車底盤I和車頂平臺2，車底盤I和車頂平臺2固定在車架上，車底盤包括車底板，以及固定在車底板上的四個電機支撐架，每個電機支撐架上均固定有電機，電機的動力輸出軸與傳動軸傳動連接，傳動軸通過法蘭盤固定越野型車輪7。本發(fā)明實施例測量車采用電機獨立驅(qū)動車輪的模式，使測量車擁有良好的越障能力和強大的動力輸出。
[0021 ]在車體內(nèi)設(shè)置有控制電路板，在控制電路板上設(shè)置有中央處理器、GPS模塊、NDVI模塊、無線通信模塊和電源模塊，中央處理器分別與GPS模塊、NDVI模塊和無線通信模塊連接。
[0022]所述無線通信模塊為設(shè)置在車體上的無線傳輸天線3，用于測量車與地面站終端之間無線傳輸數(shù)據(jù)。
[0023]GPS模塊包括設(shè)置在車體上的定位傳感器和設(shè)置在車頂平臺上的GPS天線4XPS模塊用于獲取所述測量車的位置信息，并發(fā)送給所述中央處理器。NDVI模塊包括設(shè)置在車頂平臺上的光電探測器5和360度舵機6，光電探測器用于獲取光信號，并發(fā)送給所述中央處理器。360舵機經(jīng)過轉(zhuǎn)動可改變光電探測器的采光角度。
[0024]中央處理器采用500MHzIntel Atom雙核處理器，其根據(jù)所述光信號采用NDVI計算公式計算獲得歸一化植被差異指數(shù)，并將所述歸一化植被差異指數(shù)與位置信息發(fā)送給地面站終端。
[0025]在控制電路板上還設(shè)置有視頻監(jiān)測模塊，視頻監(jiān)測模塊為攝像頭8，用于獲取植被環(huán)境圖像信息，并發(fā)送給中央處理器。
[0026]另外，需要說明的是，測量車的位置信號、光信號和植被環(huán)境圖像信息均可通過無線通信模塊直接無線傳輸?shù)降孛嬲窘K端，計算獲得歸一化植被差異指數(shù)也可通過地面站終端來完成。
[0027]本發(fā)明實施例所述測量車行駛功能的實現(xiàn)從內(nèi)部控制元件上來看，所述控制電路板上還設(shè)置有運動控制模塊和電機驅(qū)動模塊，所述運動控制模塊與電機驅(qū)動模塊連接和所述中央處理器連接，所述運動控制模塊接收中央處理器發(fā)出的控制指令，并向電機驅(qū)動模塊發(fā)送驅(qū)動指令，以驅(qū)動車輪運動。
[0028]測量車使用時，地面站終端通過無線通信模塊向測量車發(fā)出行車指令，中央處理器接收到行車指令后向運動控制模塊發(fā)出控制指令，運動控制模塊根據(jù)控制指令向電機驅(qū)動模塊發(fā)送驅(qū)動指令，以驅(qū)動車輪在田間上行駛。利用日光作光源，通過具有特殊光譜相應特性的光電探測器，在近紅外和紅光兩個特征波長處，分別對入射光和植被的反射光進行探測，以獲取光信號，并發(fā)送給中央處理器，中央處理器根據(jù)所述光信號采用NDVI計算公式計算獲得歸一化植被差異指數(shù)，并將所述歸一化植被差異指數(shù)與位置信息發(fā)送給地面站終端。也可由地面站終端對數(shù)據(jù)進行分析處理計算得到歸一化植被差異指數(shù)。
[0029]本發(fā)明實施例所述測量車具有GPS模塊、視頻監(jiān)測模塊、光電探測器等裝置，采用多元數(shù)據(jù)融合的方式增強了測量車的情景感知能力和自動化程度。測量車的控制采用分布式設(shè)計，復雜的數(shù)據(jù)采集及運算過程交由地面站控制計算機來實現(xiàn)，較簡單的移動控制指令交由移動控制模塊來完成，整體提高了控制系統(tǒng)的運算處理能力。
[0030]本發(fā)明實施例提供的測量車實現(xiàn)了將測量車與NDVI測量相結(jié)合引入到植被指數(shù)測量中，利用測量車體積小、移動靈活、越野性能佳、便于操作的優(yōu)點，可以方便快速的獲取作物植被指數(shù)，為田間作物氮營養(yǎng)精確診斷提供了相關(guān)數(shù)據(jù)?？朔烁鞣N自然環(huán)境和天氣因素帶來的測量誤差，大大減少了測量人員的工作量和測量難度，提高了工作效率。
[0031]此外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解，盡管在此所述的一些實施例包括其它實施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同實施例的特征的組合意味著處于本發(fā)明的范圍之內(nèi)并且形成不同的實施例。例如，在下面的權(quán)利要求書中，所要求保護的實施例的任意之一都可以以任意的組合方式來使用。
[0032]應該注意的是上述實施例對本發(fā)明進行說明而不是對本發(fā)明進行限制，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離所附權(quán)利要求的范圍的情況下可設(shè)計出替換實施例。在權(quán)利要求中，不應將位于括號之間的任何參考符號構(gòu)造成對權(quán)利要求的限制。單詞“包含”不排除存在未列在權(quán)利要求中的元件或步驟。位于元件之前的單詞“一”或“一個”不排除存在多個這樣的元件。本發(fā)明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于適當編程的計算機來實現(xiàn)。在列舉了若干裝置的單元權(quán)利要求中，這些裝置中的若干個可以是通過同一個硬件項來具體體現(xiàn)。單詞第一、第二、以及第三等的使用不表示任何順序。可將這些單詞解釋為名稱。
[0033]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解:以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制;盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明權(quán)利要求所限定的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種歸一化植被指數(shù)自動測量車，其特征在于，包括具有行駛功能的車體，在所述車體內(nèi)設(shè)置有控制電路板，在所述控制電路板上設(shè)置有中央處理器、GPS模塊、NDVI模塊和無線通信模塊，所述中央處理器分別與GPS模塊、NDVI模塊和無線通信模塊連接，所述GPS模塊用于獲取所述測量車的位置信息，并發(fā)送給所述中央處理器，所述NDVI模塊用于獲取光信號，并發(fā)送給所述中央處理器，所述中央處理器根據(jù)所述光信號采用NDVI計算公式計算獲得歸一化植被差異指數(shù)，并將所述歸一化植被差異指數(shù)與位置信息發(fā)送給地面站終端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量車，其特征在于，在所述控制電路板上還設(shè)置有視頻監(jiān)測模塊，所述視頻監(jiān)測模塊用于獲取植被環(huán)境圖像信息，并發(fā)送給中央處理器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量車，其特征在于，所述無線通信模塊為設(shè)置在車體上的無線傳輸天線。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量車，其特征在于，所述GPS模塊包括設(shè)置在車體上的定位傳感器和GPS天線。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量車，其特征在于，所述NDVI模塊包括設(shè)置在車體上的光電探測器和舵機。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的測量車，其特征在于，所述舵機為360度舵機。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測量車，其特征在于，所述視頻監(jiān)測模塊為攝像頭。8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一權(quán)利要求所述的測量車，其特征在于，所述車體包括車架、車底盤和車頂平臺，所述車底盤和所述車頂平臺固定在所述車架上，所述車底盤包括車底板和電機支撐架，所述電機支撐架上固定有電機，所述電機與傳動軸傳動連接，所述傳動軸通過法蘭盤固定車輪;在所述車頂平臺上設(shè)置有光電探測器、360度舵機、無線傳輸天線和GPS天線。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的測量車，其特征在于，所述控制電路板上還設(shè)置有運動控制模塊和電機驅(qū)動模塊，所述運動控制模塊與電機驅(qū)動模塊連接和所述中央處理器連接，所述運動控制模塊接收中央處理器發(fā)出的控制指令，并向電機驅(qū)動模塊發(fā)送驅(qū)動指令，以驅(qū)動車輪運動。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量車，其特征在于，所述車體為碳纖維車體。
【文檔編號】G01D21/00GK106066189SQ201610444346
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年6月20日 公開號201610444346.X, CN 106066189 A, CN 106066189A, CN 201610444346, CN-A-106066189, CN106066189 A, CN106066189A, CN201610444346, CN201610444346.X
【發(fā)明人】樊江川, 郭新宇, 吳升, 肖伯祥, 溫維亮
【申請人】北京農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心