用于水稻冠層魚眼攝像的調(diào)節(jié)垂直高度的自平衡裝置制造方法及圖紙

一種用于水稻冠層魚眼攝像的調(diào)節(jié)垂直高度的自平衡裝置，包括魚眼相機(jī)和魚眼鏡頭（1）、自平衡平臺(tái)（2）、升降臺(tái)和底座（7），所述魚眼相機(jī)和魚眼鏡頭（1）安裝在自平衡平臺(tái)（2）上，自平衡平臺(tái)（2）與升降臺(tái)連接，升降臺(tái)底部與底座（7）連接。本實(shí)用新型專利技術(shù)設(shè)計(jì)了一種魚眼相機(jī)調(diào)節(jié)垂直高度的自平衡裝置，讓觀測(cè)者站在田埂上就可以輕松操作魚眼攝像的垂直高度調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了完全無(wú)破壞性測(cè)量，從而保障了冠層結(jié)構(gòu)參數(shù)測(cè)量的準(zhǔn)確性。（*該技術(shù)在2021年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)屬于作物冠層結(jié)構(gòu)間接測(cè)量
，具體涉及ー種用于水稻冠層魚眼攝像的調(diào)節(jié)垂直高度的自平衡裝置。
技術(shù)介紹
目前，葉面積指數(shù)的間接測(cè)量方法主要是以貝爾蘭勃特(Beer-Lambert)輻射傳輸原理為基礎(chǔ)，通過(guò)測(cè)量直射與漫射光的分布、冠層截獲的輻射量以及冠層下方的輻射水平、消光系數(shù)、冠層孔隙率，獲取與冠層結(jié)構(gòu)有關(guān)的參數(shù)，例如葉面積指數(shù)、冠層間隙度以及間隙分布狀況。 作物群體非破壞性測(cè)量已經(jīng)成為冠層結(jié)構(gòu)測(cè)量的重要手段，如LAI-2000植物冠層分析儀(美國(guó)LICOR公司)、TRAC植物冠層分析儀(加拿大3rd Wave公司)、AccuPAR LP-80作物冠層分析儀(美國(guó)Decagon公司)、T0P-1000植物冠層分析儀(浙江托普儀器有限公司)等，均是通過(guò)測(cè)量冠層內(nèi)光合有效輻射，由輻射衰減率推算出冠層結(jié)構(gòu)參數(shù)；CI-110/CI-120植物冠層圖像分析儀(美國(guó)CID公司)、HemiView數(shù)字植物冠層分析系統(tǒng)(英國(guó)Delta-T公司)和WinScanopy林地冠層分析儀(加拿大Regent公司)是利用魚眼鏡頭和數(shù)據(jù)相機(jī)/CCD圖像傳感器，從植物冠層下方或森林地面向上取像，再將高清晰度的圖像進(jìn)行分析處理，獲取冠層結(jié)構(gòu)參數(shù)。其中以魚眼鏡頭作為核心的冠層分析系統(tǒng)，視野范圍廣(天頂角0 -75。;方位角360° )。因此，包含信息量大，而且可以屏蔽影響計(jì)算結(jié)果的部分圖像，適用范圍比LAI-2000等更廣；尤其是以數(shù)據(jù)相機(jī)作為數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)終端，價(jià)格便宜，可作為冠層分析儀的入門產(chǎn)品，用于常規(guī)冠層參數(shù)的觀測(cè)。但是,HemiView數(shù)字植物冠層分析系統(tǒng)和WinScanopy林地冠層分析儀,應(yīng)用于作物比如水稻、小麥等或者其他低矮植物冠層的研究時(shí)會(huì)遇到以下問(wèn)題，使得獲取的圖像不能反映作物的真實(shí)狀況，從而影響觀測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性I.無(wú)論是三腳架或是自平衡相機(jī)安放支架，裝置本身的寬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一般作物的行距，如果要在冠層內(nèi)拍攝魚眼圖像，勢(shì)必會(huì)干擾甚至破壞作物的冠層結(jié)構(gòu)。2.作物冠層的密度高，在田間操作儀器難度大。而魚眼圖像對(duì)相機(jī)的水平要求非常高，加上同時(shí)要調(diào)整拍攝的高度，操作員很難不破壞植株。2.由于魚眼圖像天空像元比土壌像元更容易從葉片像元中區(qū)分出來(lái)，因此，魚眼相機(jī)都是在冠層底部向上拍攝圖像。三腳架或是自平衡相機(jī)安放支架雖然可以調(diào)節(jié)垂直高度，但裝置本身高度大于O. 5m，雖然可以輕松在森林等高大植被內(nèi)拍攝整個(gè)冠層的圖像，但是，水稻、小麥等作物高度僅Im左右，無(wú)法獲取整個(gè)作物冠層的圖像，僅能計(jì)算部分高度冠層的葉面積指數(shù)，大大降低了冠層分析系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本技術(shù)設(shè)計(jì)了一種用于水稻冠層魚眼攝像的調(diào)節(jié)垂直高度的自平衡裝置，讓觀測(cè)者站在田埂上就可以輕松操作魚眼攝像的垂直高度調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了完全無(wú)破壞性測(cè)量，從而保障了冠層結(jié)構(gòu)參數(shù)測(cè)量的準(zhǔn)確性。本技術(shù)采用如下技術(shù)方案一種魚眼相機(jī)調(diào)節(jié)垂直高度的自平衡裝置，包括底座、升降臺(tái)、絲桿、自平衡平臺(tái)四個(gè)部分。裝置寬度為15cm (水稻行距一般為25cm),長(zhǎng)度為50cm,實(shí)際可調(diào)節(jié)高度為20cm_100cm。一種用于水稻冠層魚眼攝像的調(diào)節(jié)垂直高度的自平衡裝置，包括魚眼相機(jī)和魚眼鏡頭I、自平衡平臺(tái)2、升降臺(tái)和底座7，所述魚眼相機(jī)和魚眼鏡頭I安裝在自平衡平臺(tái)2上，自平衡平臺(tái)2與升降臺(tái)連接，升降臺(tái)底部與底座7連接。所述絲桿5兩端與升降臺(tái)支撐架的連接部位相連，其中絲桿5—端設(shè)有手搖柄4。所述升降臺(tái)采用剪叉式結(jié)構(gòu)，由上支撐架3、下支撐架30、上升降桿6和下升降桿 60組成，上支撐架3、下支撐架30、上升降桿6和下升降桿60構(gòu)成四桿機(jī)構(gòu)，上升降桿6和下升降桿60通過(guò)固定銷8轉(zhuǎn)動(dòng)連接，上支撐架3和下支撐架30通過(guò)螺母銷9轉(zhuǎn)動(dòng)相連，絲桿5 —端與固定銷8固定連接，絲桿5另一端與螺母銷9連接，升降臺(tái)的下側(cè)通過(guò)下支撐架30和下升降桿60與底座7活動(dòng)相連。所述底座7由ー塊長(zhǎng)方形的金屬塊構(gòu)成，其寬度不超過(guò)水稻行距。所述自平衡平臺(tái)2采用重力自平衡設(shè)計(jì)，由相互垂直的2個(gè)カ臂組成，分別控制X、y方向的傾斜。本技術(shù)的有益效果如下I.本技術(shù)的裝置寬度為15cm，長(zhǎng)度為50cm，最低高度為20cm，最高高度為IOOcm0裝置寬度小于一般水稻行距，可以在行間自由移動(dòng)；長(zhǎng)度為50cm，可以保證整套儀器的穩(wěn)定性；可調(diào)整高度為20-100cm，能夠滿足水稻、小麥等低矮作物冠層內(nèi)的魚眼圖像拍攝需要。2.本技術(shù)的裝置可以幫助觀測(cè)者很容易獲取不同高度的魚眼圖像。魚眼圖像對(duì)相機(jī)的水平要求非常高，利用自平衡平臺(tái)可以自動(dòng)維持?jǐn)?shù)據(jù)相機(jī)的水平狀態(tài)，利用升降臺(tái)可以讓觀測(cè)者在田邊搖動(dòng)絲桿輕松抬升相機(jī)的高度。3、本技術(shù)的裝置，讓觀測(cè)者站在田埂上就可以輕松操作魚眼攝像的垂直高度，實(shí)現(xiàn)了完全無(wú)破壞性測(cè)量，從而保障了冠層結(jié)構(gòu)參數(shù)測(cè)量的準(zhǔn)確性。附圖說(shuō)明圖I是本技術(shù)的用于水稻冠層魚眼攝像的調(diào)節(jié)垂直高度的自平衡裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖2是本技術(shù)的用于水稻冠層魚眼攝像的調(diào)節(jié)垂直高度的自平衡裝置的エ作流程圖。圖I中1為魚眼相機(jī)和魚眼鏡頭、2為自平衡平臺(tái)、3為上支撐架、30為下支撐架、4為手搖柄、5為絲桿、6為上升降桿、60為下升降桿、7為底座、8為固定銷、9為螺母銷。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖，對(duì)本技術(shù)做進(jìn)ー步詳細(xì)說(shuō)明。一種用于水稻冠層魚眼攝像的調(diào)節(jié)垂直高度的自平衡裝置，包括魚眼相機(jī)和魚眼鏡頭I、自平衡平臺(tái)2、升降臺(tái)和底座7，所述魚眼相機(jī)和魚眼鏡頭I安裝在自平衡平臺(tái)2上，自平衡平臺(tái)2與升降臺(tái)連接，升降臺(tái)底部與底座7連接。絲桿5兩端與升降臺(tái)支撐架的連接部位相連，其中絲桿5 —端設(shè)有手搖柄4。升降臺(tái)采用剪叉式結(jié)構(gòu)，由上支撐架3、下支撐架30、上升降桿6和下升降桿60組成，上支撐架3、下支撐架30、上升降桿6和下升降桿60構(gòu)成四桿機(jī)構(gòu)，上升降桿6和下升降桿60通過(guò)固定銷8轉(zhuǎn)動(dòng)連接，上支撐架3和下支撐架30通過(guò)螺母銷9轉(zhuǎn)動(dòng)相連，絲桿5一端與固定銷8固定連接，絲桿5另一端與螺母銷9連接，升降臺(tái)的下側(cè)通過(guò)下支撐架30和下升降桿60與底座7活動(dòng)相連。底座7由ー塊長(zhǎng)方形的金屬塊構(gòu)成。其寬度不超過(guò)水稻行距。自平衡平臺(tái)2采用重力自平衡設(shè)計(jì)，由相互垂直的2個(gè)カ臂組成，分別控制x、y方 向的傾斜。圖I為魚眼相機(jī)調(diào)節(jié)垂直高度自平衡裝置的結(jié)構(gòu)圖，包括底座、升降臺(tái)、絲桿、自平衡平臺(tái)四個(gè)部分。其中，升降臺(tái)連接底座和自平衡平臺(tái)，絲桿連接升降臺(tái)的支撐架，數(shù)碼相機(jī)安裝在自平衡平臺(tái)內(nèi)。下面對(duì)各組成部件做詳細(xì)描述。I.底座底座由ー塊長(zhǎng)方形的金屬塊構(gòu)成。底座長(zhǎng)度50cm，寬度15cm，寬度不超過(guò)水稻行距，以保證裝置能在水稻行間自由移動(dòng)；長(zhǎng)度大于寬度，以保證裝置在田間觀測(cè)時(shí)的穩(wěn)定性。2.升降臺(tái)升降臺(tái)采用剪叉式設(shè)計(jì)，由左右2組、上下2層支撐架組成。升降臺(tái)的上下抬升和降低靠支撐架的展開(kāi)與折疊來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)本裝置，可以使得數(shù)碼相機(jī)在20cm-100cm高度范圍內(nèi)升降。升降臺(tái)的下側(cè)和底座相連，上側(cè)連接自平衡平臺(tái)。3.絲桿絲桿兩端與升降臺(tái)支撐架的連接部位相連，其中絲桿一端采用手搖柄設(shè)計(jì)。觀測(cè)者可以搖動(dòng)手搖柄，帶動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)控制支撐架的展開(kāi)與折疊，從而實(shí)現(xiàn)升降臺(tái)的上下抬升和降低。4.自平衡平臺(tái)自平衡平臺(tái)采用ー種重力自平衡設(shè)計(jì)。由相互垂直的2個(gè)カ臂組成，分別控制x、本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于水稻冠層魚眼攝像的調(diào)節(jié)垂直高度的自平衡裝置，其特征是包括魚眼相機(jī)和魚眼鏡頭（1）、自平衡平臺(tái)（2）、升降臺(tái)和底座（7），所述魚眼相機(jī)和魚眼鏡頭（1）安裝在自平衡平臺(tái)（2）上，自平衡平臺(tái)（2）與升降臺(tái)連接，升降臺(tái)底部與底座（7）連接。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于水稻冠層魚眼攝像的調(diào)節(jié)垂直高度的自平衡裝置，其特征是包括魚眼相機(jī)和魚眼鏡頭(I)、自平衡平臺(tái)(2)、升降臺(tái)和底座(7)，所述魚眼相機(jī)和魚眼鏡頭(I)安裝在自平衡平臺(tái)(2)上，自平衡平臺(tái)(2)與升降臺(tái)連接，升降臺(tái)底部與底座(7)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于水稻冠層魚眼攝像的調(diào)節(jié)垂直高度的自平衡裝置，其特征在于所述用于水稻冠層魚眼攝像的調(diào)節(jié)垂直高度的自平衡裝置還包括絲桿(5)，所述絲桿(5)兩端與升降臺(tái)支撐架的連接部位相連，其中絲桿(5)—端設(shè)有手搖柄(4)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于水稻冠層魚眼攝像的調(diào)節(jié)垂直高度的自平衡裝置，其特征在于所述升降臺(tái)采用剪叉式結(jié)構(gòu)，由上支撐架(3)、下支撐架(30)、上升降桿(6)和下升降桿(60)組成...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：呂川根，胡凝，姚克敏，孫仲明，張曉翠，張啟軍，宗壽余，夏士健，漆慶明，孫永華，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，
類型：實(shí)用新型
國(guó)別省市：