專利名稱：茄科蔬菜灰霉病自動分級裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于茄科蔬菜病害檢測設備，尤其涉及一種茄科蔬菜灰霉病自動分級的裝置。
背景技術：
在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，保持農(nóng)作物的健康生長是最終產(chǎn)量和質(zhì)量保證的關鍵。農(nóng)作物病害是制約農(nóng)業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的重要影響因素之一。農(nóng)作物的病害不僅可能導致減產(chǎn)，作物品質(zhì)的下降，而且還會導致殺蟲劑等農(nóng)藥大量地且完全不必要地增加，從而增加了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的成本并且造成了嚴重的環(huán)境污染。在田間蔬菜生產(chǎn)尤其是保護地蔬菜栽培過程中，番茄、茄子等蔬菜的灰霉病是當前蔬菜上生產(chǎn)上的一種毀滅性病害，其特點是在潮濕條件下病部產(chǎn)生灰色霉狀物，該病主要癥狀是危害花、果、葉片并造成爛瓜、爛果，此病發(fā)生時間早、持續(xù)時間長，加之危害果實，故造成的損失極大。目前，由于缺少抗病品種，茄科蔬菜灰霉病的控制首先應做好前期的預防工作，在發(fā)病前或發(fā)病初期進行防治，不能等到出現(xiàn)病斑時才施藥，這樣防治效果不理想，要做到預防為主，綜合防治?，F(xiàn)今灰霉病的測報預防技術的研究還是一個薄弱的環(huán)節(jié)，對付這種病害的主要手段也只是化學藥劑防治，由于頻繁施藥，結果造成灰霉病菌抗藥性增強，農(nóng)藥污染問題嚴重。因此對茄科蔬菜灰霉病進行患病程度的評估和早期的病害預測將減輕茄科蔬菜受病害的影響和提高茄科蔬菜的產(chǎn)量和質(zhì)量，對國民經(jīng)濟的發(fā)展具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
為了提高茄科蔬菜的產(chǎn)量和質(zhì)量，減少農(nóng)藥的使用，降低成本的投入，尤其方便學校和研究院的科研人員進行探索性實驗研究，本發(fā)明提供一種快速、非破壞、低成本、高效且對環(huán)境不會造成破壞的茄科蔬菜灰霉病自動分級裝置。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是一種茄科蔬菜灰霉病自動分級裝置，包括環(huán)形軌道和對于分級數(shù)量的半圓形匝道，所述各個半圓形匝道與環(huán)形軌道的兩側(cè)相接，所述半圓形匝道上安裝第一位置傳感器和貼標簽機，所述第一位置傳感器的觸發(fā)端與所述貼標簽機的啟動開關聯(lián)動，所述半圓形匝道與環(huán)形軌道相接處設有變軌機構，所述變軌機構與具有復位功能的撥桿聯(lián)動，所述環(huán)形軌道上安裝用于放置茄科蔬菜的植物盆栽的軌道車，所述環(huán)形軌道的起始段安裝第二位置傳感器，在所述第二位置傳感器的上方安裝用于采用高光譜技術識別茄科蔬菜灰霉病等級的高光譜攝像儀組件，所述高光譜攝像儀組件與用于根據(jù)檢測得到的高光譜數(shù)據(jù)與灰霉病標準高光譜數(shù)據(jù)比較得到分級結果并向各級半圓形匝道對應的撥桿的動作端發(fā)出動作指令的智能控制模塊連接，所述智能控制模塊與各個撥桿的動作端連接。進一步，所述第一位置傳感器和第二位置傳感器均為壓力傳感器。再進一步，所述高光譜攝像儀組件包括成像光譜儀、鏡頭和用以將采集到的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的圖像采集卡。
所述半圓形匝道的拐彎處安裝所述貼標簽機。本發(fā)明的技術構思為高光譜攝像儀組件包括成像光譜儀、鏡頭和圖像采集卡，能夠同時測得茄科蔬菜植株冠層的圖片信息和光譜信息，其中圖片信息可以反映出茄科蔬菜植株冠層的外部品質(zhì)特征，而光譜信息可以反映出茄科蔬菜植株冠層的內(nèi)部品質(zhì)特征，并將采集到的模擬信號通過圖像采集卡轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。設置合適的閾值無病或者幾乎沒有病的植株為等級1、少于25%葉片染病的植株為等級-50%葉片染病的植株為等級3、51% -75%葉片染病的植株為等級4、 76% -100%葉片染病的植株為等級5，然后通過高光譜組件對植株進行高光譜數(shù)據(jù)采集， 進而分析判定植株的患病等級，從而使植株駛?cè)胂鄳脑训啦⑶沂褂脴撕灆C貼上相應的標簽。本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在快速、非破壞、低成本、高效且對環(huán)境不會造成破壞。


圖1是茄科蔬菜灰霉病自動分級裝置的整體工作示意圖；圖2是茄科蔬菜灰霉病自動分級裝置的軌道及軌道車截面圖；圖3是茄科蔬菜灰霉病自動分級裝置的軌道俯視圖；圖4是茄科蔬菜灰霉病自動分級裝置的匝道變軌示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明作進一步描述。參照圖1 圖4，一種茄科蔬菜灰霉病自動分級裝置，包括環(huán)形軌道1和半圓形匝道，所述半圓形匝道的數(shù)量與分級數(shù)量相等，所述各個半圓形匝道與環(huán)形軌道1的兩側(cè)相接，所述半圓形匝道1上安裝第一位置傳感器6和貼標簽機5，所述第一位置傳感器6的觸發(fā)端與所述貼標簽機5的啟動開關聯(lián)動，所述半圓形匝道與環(huán)形軌道相接處設有變軌機構 8，所述變軌機構8與具有復位功能的撥桿9聯(lián)動，所述環(huán)形軌道上安裝用于放置茄科蔬菜植物盆栽的軌道車2，所述環(huán)形軌道的起始段安裝第二位置傳感器7，在所述第二位置傳感器7的上方安裝用于采用高光譜技術識別茄科蔬菜灰霉病患病等級的高光譜攝像儀組件 4，所述高光譜攝像儀組件4與用于根據(jù)檢測得到的高光譜數(shù)據(jù)與灰霉病標準高光譜數(shù)據(jù)比較得到分級結果并向各級半圓形匝道對應的撥桿的動作端發(fā)出動作指令的智能控制模塊連接，所述智能控制模塊與各個撥桿9的動作端連接。所述第一位置傳感器6和第二位置傳感器7均為壓力傳感器。所述高光譜攝像儀組件4包括成像光譜儀、鏡頭和用以將采集到的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的圖像采集卡。 所述半圓形匝道1的拐彎處安裝所述貼標簽機5。用戶首先定義好被檢測的茄科蔬菜植株需要分成多少個患病等級，然后安裝對應的半圓形軌道附件。如用戶需把植株分成5個患病等級，那么在原來的橢圓形軌道基礎上還需加上4個半圓形軌道附件，共產(chǎn)生5個匝道。根據(jù)盆的大小調(diào)節(jié)好每個貼標簽機5的高度，并按照次序給每個貼標簽機5安裝好帶有不同患病等級標記的紙質(zhì)標簽卷。用戶把軌道車2安放在如圖3所示位置，并把盆栽植物放在軌道車2上。軌道車2在電動機的驅(qū)動下勻速地在環(huán)形軌道1上運行(當然，軌道車的電動機也可以為蓄電池供電，或者電纜供電)。高光譜攝像儀組件4下方的軌道上安放有第二位置傳感器7，當軌道車2運行到高光譜攝像儀組件4下方時，第二位置傳感器7發(fā)出信號，高光譜攝像儀組件4開始工作，對植株進行數(shù)據(jù)采集并由智能分級判別模塊分析判斷該植株屬于哪一患病等級。在軌道車2運行的前方，智能控制模塊在對應灰霉病等級號碼的匝道上控制變軌，將撥桿9移動至圖4所示2號位置，引導軌道車2拐入相應的匝道。第一患病等級的植株將駛?cè)氲谝辉训?，第二患病等級的植株將駛?cè)氲诙训?，第三患病等級的植株將駛?cè)氲谌训?，第四患病等級的植株將駛?cè)氲谒脑训?，第五患病等級的植株將駛?cè)氲谖逶训?。當軌道?行駛至貼標簽機5 前方彎道處時，軌道上的第一位置傳感器6發(fā)出信號，對應貼標簽機5工作，在盆上貼上相應的標簽。研究人員將根據(jù)標簽對所測盆栽茄科蔬菜植物進行分類。軌道車2駛回出發(fā)點后，用戶將已測好的植株拿下，將新的植株放上軌道車2，如此往復工作，用戶，尤其是研究人員只要站在同一個地方就可輕松完成大批量盆栽茄科蔬菜植株的檢測工作。在圖1中，環(huán)形軌道1由鋁合金加工而成，上表面開兩條矩形凹槽，作為軌道車2 的軌道，環(huán)形軌道1共有5個匝道，為方便產(chǎn)品化，環(huán)形軌道1可以拆分，軌道車2的車輪與環(huán)形軌道1接觸，軌道車2在起始位置沿順時針方向運動，底部裝有電機，由外部的電源線供電，電源線是盤旋有彈性的電纜，方便軌道車2在環(huán)形軌道1的任意地點行駛，軌道車2 的托盤為一個長方體，中間開一個圓臺型的凹槽，方便花盆的擺放，高光譜攝像儀組件4為由成像光譜儀、鏡頭和圖像采集卡構成，其中成像光譜儀的型號為V10E-QE，在特定光譜域以高光譜分辨率同時獲得連續(xù)的茄科蔬菜植株的光譜圖像，其最根本的功能就是將光信號轉(zhuǎn)變成為有序的電信號，鏡頭的型號為0LE-23，實現(xiàn)變焦功能使得采集的圖像數(shù)據(jù)更加清晰，圖像采集卡為加拿大Matrox公司研制生產(chǎn)的Matrox Meteor I I/Standard圖像采集卡，它是對成像光譜儀采集到的模擬信號進行數(shù)字化處理并將其傳入智能分級判別模塊的接口卡，貼標簽機5安裝在每個匝道拐彎處，高度可以根據(jù)盆的大小進行調(diào)節(jié)，每個匝道上的標簽機可以在盆上貼帶有對應植株患病等級的紙質(zhì)標簽，當軌道車2行駛到相應位置， 觸發(fā)第一位置傳感器6和第二位置傳感器7，同時發(fā)出信號，對應高光譜攝像儀組件4和貼標簽機5就開始工作。在圖2中，茄科蔬菜灰霉病自動分級裝置的軌道及軌道車截面如圖所示，上表面開兩條矩形凹槽，作為軌道車2的軌道。在圖3中，茄科蔬菜灰霉病自動分級裝置的軌道俯視圖如圖所示，軌道車2在起始位置沿順時針方向運動，環(huán)形軌道1共有5個匝道。在圖4中，茄科蔬菜灰霉病自動分級裝置的匝道變軌示意圖如圖所示，在每個匝道安裝有變軌裝置，當撥桿9在靠上位置時，軌道車沿直線方向運行，當撥桿9在靠下位置時，軌道車則駛?cè)氚雸A形匝道。
權利要求
1.一種茄科蔬菜灰霉病自動分級裝置，其特征在于所述分級裝置包括環(huán)形軌道和半圓形匝道，所述半圓形匝道的數(shù)量與分級數(shù)量相等，所述各個半圓形匝道與環(huán)形軌道的兩側(cè)相接，所述半圓形匝道上安裝第一位置傳感器和貼標簽機，所述第一位置傳感器的觸發(fā)端與所述貼標簽機的啟動開關聯(lián)動，所述半圓形匝道與環(huán)形軌道相接處設有變軌機構，所述變軌機構與具有復位功能的撥桿聯(lián)動，所述環(huán)形軌道上安裝用于放置茄科蔬菜的植物盆栽的軌道車，所述環(huán)形軌道的起始段安裝第二位置傳感器，在所述第二位置傳感器的上方安裝用于采用高光譜技術識別茄科蔬菜灰霉病患病等級的高光譜攝像儀組件，所述高光譜攝像儀組件與用于根據(jù)檢測得到的高光譜數(shù)據(jù)與灰霉病標準高光譜數(shù)據(jù)比較得到分級結果并向各級半圓形匝道對應的撥桿的動作端發(fā)出動作指令的智能控制模塊連接，所述智能控制模塊與各個撥桿的動作端連接。
2.如權利要求1所述的茄科蔬菜灰霉病自動分級裝置，其特征在于所述第一位置傳感器和第二位置傳感器均為壓力傳感器。
3.如權利要求1或2所述的茄科蔬菜灰霉病自動分級裝置，其特征在于所述高光譜攝像儀組件包括成像光譜儀、鏡頭和用以將采集到的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的圖像采集卡。
4.如權利要求1所述的茄科蔬菜灰霉病自動分級裝置，其特征在于所述半圓形匝道的拐彎處安裝所述貼標簽機。
全文摘要
一種茄科蔬菜灰霉病自動分級裝置，包括環(huán)形軌道和對于分級數(shù)量的半圓形匝道，各個半圓形匝道與環(huán)形軌道的兩側(cè)相接，半圓形匝道上安裝第一位置傳感器和貼標簽機，第一位置傳感器的觸發(fā)端與貼標簽機的啟動開關聯(lián)動，半圓形匝道與環(huán)形軌道相接處設有變軌機構，變軌機構與具有復位功能的撥桿聯(lián)動，環(huán)形軌道上安裝用于放置茄科蔬菜植物盆栽的軌道車，環(huán)形軌道的起始段安裝第二位置傳感器，在第二位置傳感器的上方安裝用于采用高光譜技術識別茄科蔬菜灰霉病患病等級的高光譜攝像儀組件，高光譜攝像儀組件與智能控制模塊連接，智能控制模塊與各個撥桿的動作端連接。本發(fā)明具有快速、非破壞、低成本、高效且對環(huán)境不會造成破壞的優(yōu)點。
文檔編號G01N21/25GK102274833SQ201110105380
公開日2011年12月14日 申請日期2011年4月26日 優(yōu)先權日2011年4月26日
發(fā)明者何勇, 馮雷, 陳雙雙 申請人:浙江大學