[0004] 为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种将机器视觉与生物量荷重探测方法相结合的对设施作物生产过程的生物量信息的循环采集和自动巡航监测的装置和方法。
[0005] 为实现上述目的，本发明提供的一种旋臂式设施作物生物量多传感检测装置，主要包括T型旋臂架和支撑架，所述T型旋臂架的横臂末设有第二数字摄像机，所述T型旋臂架的立柱上设有第一数字摄像机，所述第一数字摄像机和所述第二数字摄像机通过数据采集卡与计算机连接；所述T型旋臂架的立柱能够在运动控制卡的作用下绕其轴线旋转；所述支撑架上放置有样本托架，所述样本托架和所述支撑架之间设有荷重传感器，所述支撑架的外侧安装有背景板，所述背景板上装有参考标尺，所述第一数字摄像机的镜头正对背景板上的参考标尺；所述样本托架的外边缘上装有环形参考标尺，所述第二数字摄像机正对所述样本托架上的环形参考标尺。
[0006] 上述方案中，所述支撑架共有八套，所述每个支撑架均匀分布于直径3米的圆周上。
[0007] 上述方案中，所述T型旋臂架的立柱竖直安装在所述支撑架组成的圆心上。
[0008] 上述方案中，所述样本托架设有用于锁紧样本的定位卡槽。
[0009] 本发明还提供一种旋臂式设施作物生物量多传感检测方法，按照下述步骤进行：
[0010] （1）旋臂式设施作物生物量多传感检测装置的预置；
[0011] （2）启动旋臂式设施作物生物量多传感检测装置，进行作物生物量的多传感检测；
[0012] （3）对设施作物生物量特征参数的提取和量化描述。
[0013] 进一步地，所述旋臂式设施作物生物量多传感检测装置的预置，具体包括以下步骤：
[0014] ①将样本分别置于样本托架上，将其中一个样本托架上的样本设为标定样本，并将各托架的定位卡槽锁紧；
[0015] ②通过运动控制卡调整悬臂架，使俯视视场的第二数字摄像机位于样本托架正上方，对作物冠层图像进行采集，使主视视场的第一数字摄像机与样本托架轴向垂直，高度处于作物半株高位，调整相机视场使相机能够对作物的冠层和植株整株进行成像；
[0016] ③调整背景板和样本托架上的参考标尺位置，确保不被遮挡并清晰成像；
[0017] ④根据无作物参考样本，对荷重传感器进行标定；
[0018] ⑤设置多传感检测装置的旋臂架的检测起始位和采样间隔行程距离，并根据检测需要确定系统的自动巡航间隔时间和启动时间。
[0019] 进一步地，作物生物量的多传感检测过程为：首先对处于首位的标定样本进行荷重信息和参考标尺图像信息采集，确定基准信息；然后悬臂架顺序转动并停靠在检测位，完成行程范围内的所有作物样本的荷重传感信息和生物量图像信息的采集并复位，之后按照设定间隔时间重复上述过程，实现对作物生长过程作物生物量动态变化信息的动态监测。
[0020] 进一步地，其中所述的对设施作物生物量特征参数的提取和量化描述过程为：
[0021] ①基于获取的标定样本的参考标尺图像信息，对起始位的主视和俯视视场的参考标尺进行提取和参数计算，得到实际尺寸与目标特征参数的换算关系；
[0022] ②基于获取的标定样本的荷重传感信息，得到无作物样本的实际质量信息；
[0023] ③对俯视视场的作物样本图像进行处理，提取冠幅和冠层面积特征参数；对主视视场的作物样本图像进行处理，获得植株沿轴向的直径分布特征参数，并依据积分换算关系得到作物样本体积，根据体积密度模型，得到的作物的质量估算信息；
[0024] ④根据作物样本的荷重传感信息，与标定样本的荷重传感信息进行差分运算，得到作物生物量的鲜重；
[0025] ⑤基于获取的作物质量估算信息和鲜重动态变化信息，通过多信息融合对设施作物生长过程的生物量的长势信息进行量化描述输出。
[0026] 本发明的效果是： 本发明将视觉探测技术和力学检测方法相结合，利用旋臂上的图像检测装置和检测台上的荷重检测装置对设施作物的生物量信息进行循环检测，与现有的检测方法相比，可以实现对设施作物生产过程的生物量信息的实时监测。
