基于激光传感器阵列测量作物高度的可行性和可靠性


发布时间:

2023-04-03

来源:

植物表型资讯

作者:

PhenoTrait

本文介绍了一种利用激光技术测量农作物高度的新方法,并在实验室和田间对其进行了测试和评估。该方法具有简单、非破坏性、现场测量、低成本、低复杂度和高精度等优点。该方法使用激光传感器阵列来探测水稻和小麦等农作物高度,并通过微控制器实现数据采集和处理。实验结果表明,该方法与手动测量之间具有很高的相关性(R2分别为0.96和0.85),且两个数据集在5%的水平上没有显著差异(P>0.05)。因此,该方法可以作为一种有效且准确地监测农作物生长状态的工具。

 

本文创新性在于开发了一种使用激光技术测量农作物高度的简单、低成本、非破坏性、实时的测量系统,可以在不同的生长阶段监测水稻和小麦的高度;设计了一个基于微控制器的测量和控制算法,可以对激光传感器采集的数据进行实时分析,并提供决策支持;并实验室和田间进行了系统的测试和评估,证明了其可行性和可靠性。结果表明,激光传感器阵列可以有效地探测水稻和小麦等农作物高度,并与手动测量具有很高的一致性。微控制器可以实现数据采集和处理,并提供实时反馈。该方法可以作为一种监测农作物生长状态并预测产量等指标的工具。此外,该系统可以连续测量作物高度,然后根据作物的高度,自动控制激光传感器探头高度。

 

图1 盆栽水稻样品

 

图2 伊朗马赞德兰省Behshahr试验田地图。

 

图3激光测量作物株高的工作流程

 

图4 使用激光测量作物高度设备在主底盘上的位置图。作物位于激光发射器(h)和接收器(i)之间。激光发射器和接收器底盘(d)通过步进电机(f)和齿轮(g)根据作物的高度向上/向下移动。电子板(e)控制步进电机,计算并显示作物高度。

 

图5 激光接收器(a)和激光发射器(b)彼此之间的距离

 

图6 (a)水稻和(b)小麦的人工测量和高度检测系统测量结果之间的对比

 
 
来 源
Alighaleh P, Gundoshmian T M, Alighaleh S, et al. Feasibility and reliability of agricultural crop height measurement using the laser sensor array[J]. Information Processing in Agriculture, 2023.
 
 

编辑

刘昕哲
 
 

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