[0001] 本实用新型属于农业自动化技术领域，具体涉及一种高架式棉田数据采集设备。

[0002] 随着现代农业的发展，对于提高作物产量和质量的需求日益增长。传统的棉田管理依赖人工巡检，耗时耗力，而且效率低下，容易受到天气、环境等因素的影响，难以实现精准农业的要求。因此，开发一种高架式棉田数据采集设备，对于提高棉田管理效率，降低人工成本，提高棉花产量和质量具有重要的现实意义。实用新型内容

[0003] 本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种高架式棉田数据采集设备。

[0004] 本实用新型采用如下技术方案来实现的：

[0005] 一种高架式棉田数据采集设备，包括移动平台，以及设置在移动平台上的路径规划及导航系统、数据传输单元、图像采集装置、通信模块、电源管理和控制装置；

[0006] 移动平台，用于在棉田中自主导航，包括驱动系统和转向机制，能够根据预设的巡检路线进行自动导航，或者根据实时环境信息进行动态调整；

[0007] 路径规划及导航系统，用于移动平台的定位、导航及巡航路线控制；

[0008] 图像采集装置，用于采集棉田的高清可见光图像和红外热图像；

[0009] 数据传输单元，用于对图像采集装置采集的图像数据传输到服务器，提取出有用的信息；

[0010] 通信模块，用于将数据传输单元处理后的数据发送到中央管理系统或用户的移动设备上；

[0011] 电源管理，用于为高架式棉田数据采集设备供电；

[0012] 控制装置，用于用户设置巡检路线、查看实时数据和历史记录，以及接收数据传输单元的输出结果，根据这些结果对移动平台和图像采集装置进行控制，实现自动巡检和决策。

[0013] 本实用新型进一步的改进在于，移动平台包括前桥、车体、后桥及驱动轮，四个驱动轮均为独立电机驱动且其上由四个转向电机实现各个驱动轮的转向。

[0014] 本实用新型进一步的改进在于，路径规划及导航系统包括GPS定位模块、姿态传感器、车辆控制模块、数据传输模块和RTK模块；

[0015] GPS定位模块设置在移动平台最上部、最中央位置，用于实时生成的卫星云图上的定位；

[0016] 姿态传感器用于实时监测车辆运行姿态角，实时把控车辆运行平稳程度；

[0017] RTK模块用于实现车辆更精确的定位；

[0018] 数据传输模块用于跟地面实时监控系统通信；

[0019] 车辆控制模块用于综合调节控制全车导航及平稳运行。

[0020] 本实用新型进一步的改进在于，数据传输单元包括计算机和配套服务器。

[0021] 本实用新型进一步的改进在于，图像采集装置包括高清摄像头和红外热像仪，且高清摄像头和红外热像仪设置在移动平台上的三轴云台内。

[0022] 本实用新型进一步的改进在于，电源管理包括电池及其充电系统。

[0023] 本实用新型进一步的改进在于，图像采集装置通过支架结构吊装在移动平台上。

[0024] 本实用新型进一步的改进在于，支架结构包括三根伸缩杆与云台吊装板，图像采集装置安装在云台吊装板下方，三根伸缩杆的一端连接在云台吊装板上，另一端分别通过固定管卡固定连接在移动平台上。

[0025] 本实用新型进一步的改进在于，固定管卡内孔径与伸缩杆外径是过盈配合。

[0026] 本实用新型进一步的改进在于，伸缩杆能够自由调节长度。

[0027] 与现有技术相比，本实用新型提供的高架式棉田数据采集设备具有以下优点：

[0028] 1、提高了巡检效率，减少了人力成本。

[0029] 2、通过高精度传感技术，实现了更精准的数据采集。

[0030] 3、增强了对病虫害、水肥状况的监控能力，从而优化了农业生产管理。

[0031] 4、提升了作物的整体质量和产量。

[0032] 5、具有良好的扩展性和可升级性，可以根据实际需求进行定制和优化。

[0039] 以下结合附图对本实用新型做出进一步的说明。

[0040] 如图1所示，本实用新型提供的一种高架式棉田数据采集设备，包含移动平台1、路径规划及导航系统2、数据传输单元3、图像采集装置4、通信模块5、电源管理6和控制装置7。在实际使用中，可以根据棉田的具体情况和需求，设置合适的巡检路线和巡检频率。高架式棉田数据采集设备会按照预设的路线进行自动导航和巡检，采集棉田的图像数据，并通过数据处理装置进行实时处理和分析。处理结果会用于控制高架式棉田数据采集设备的移动和图像采集，实现自动巡检和决策。同时，处理结果还可以通过网络接口上传至远程服务器，供用户查看和管理。

[0041] 具体的，本实用新型的各个部件说明如下：

[0042] 移动平台1：用于在棉田中自主导航，包括驱动系统和转向机制。其可以根据预设的巡检路线进行自动导航，也可以根据实时环境信息进行动态调整。移动平台采用四轮差速驱动，如图2所示，整车由前桥11、车体12、后桥13及驱动轮14组成，四个驱动轮均为独立电机驱动且其上由四个转向电机15实现各个驱动轮的转向，具有良好的灵活性、越野能力和稳定性。

[0043] 路径规划及导航系统2：包含多种传感器，如GPS定位模块21、姿态传感器22、车辆控制模块23、数据传输模块24、RTK(实时载波相位差分定位)模块25等，用于全车的定位、导航及巡航路线控制(如图3与图4)所示。

[0044] 如图4所示，GPS定位模块21通过其专用支架安装于全车最上部、最中央位置，且其四周不可有遮挡物或者磁体和导磁体存在，否者会对其定位精度等产生较大影响。GPS定位模块21主要作用是全车在实时生成的卫星云图上的定位；姿态传感器22主要是用于实时监测车辆运行姿态角，实时把控车辆运行平稳程度；RTK模块主要是用于实现车辆更精确的定位；数据传输模块24主要用于跟地面实时监控系统通信；车辆控制模块23主要是用于综合调节控制全车导航及平稳运行。

[0045] 数据传输单元3：包括计算机和配套服务器，可以对采集的图像数据进行分类上传及存储，方便提取出有用的信息。

[0046] 图像采集装置4：包括高清摄像头和红外热像仪，可以采集棉田的高清可见光图像和红外热图像。这些图像数据可以用于识别棉花的生长状态、病虫害情况、土壤湿度等信息，其集成于前端三轴云台内(如图5所示)，可实现全方位、多角度实时监测，三轴云台可以随时调节整体的高度，调节结构如图6所示。

[0047] 如图6所示，整个图像采集装置4是吊装在由三根伸缩杆41与云台吊装板43组成的支架结构上的，改支架的整体由6个固定管卡42固连到前桥11上，固定管卡42内孔径与伸缩杆41外径是过盈配合。伸缩杆41其可自由调节长度，故上下无极调节主要是通过调节伸缩杆的长度来实现，以适应不同生长周期(不同高度)的农作物。

[0048] 通信模块5：用于将处理后的数据发送到中央管理系统或用户的移动设备上。

[0049] 电源管理6：包括电池及其充电系统，确保高架式棉田数据采集设备能长时间运行。

[0050] 控制装置7：允许用户设置巡检路线、查看实时数据和历史记录，以及接收数据传输单元的输出结果，根据这些结果对移动平台和图像采集装置进行控制，实现自动巡检和决策。控制装置还可以通过网络接口与远程服务器进行通信，将巡检结果上传至服务器，供用户查看和管理。

[0051] 本实用新型的一种高架式棉田数据采集设备，可以大大提高棉田管理效率，降低人工成本，提高棉花产量和质量。同时，该系统还具有良好的扩展性和可升级性，可以根据实际需求进行定制和优化。

[0052] 本实用新型中的创新点主要包括以下几个方面：

[0053] 1、自动化：本实用新型提供了一种高架式棉田数据采集设备，实现了棉田巡检的自动化。通过集成移动平台、图像采集装置、数据传输单元和控制装置，该系统可以自动进行棉田巡检，并实时处理和分析采集的图像数据，提高了棉田管理的效率和准确性。

[0054] 2、图像采集和处理技术：本实用新型中的图像采集装置包括高清摄像头和红外热像仪，可以采集棉田的高清可见光图像和红外热图像。这些图像数据可以用于识别棉花的生长状态、病虫害情况、土壤湿度等信息。

[0055] 3、动态调整和优化：本实用新型中的一种高架式棉田数据采集设备可以根据实时环境信息进行动态调整和优化。移动平台采用四轮差速驱动，具有良好的越野能力和稳定性，可以根据预设的巡检路线进行自动导航，也可以根据实时环境信息进行动态调整，确保巡检的准确性和效率。

[0056] 4、远程监控和管理：本实用新型中的一种高架式棉田数据采集设备还可以通过网络接口与远程服务器进行通信，将巡检结果上传至服务器，供用户查看和管理。这为用户提供了更加便捷和高效的管理方式，可以随时随地了解棉田的生长情况和病虫害情况，及时采取措施进行处理。

[0057] 综上所述，本实用新型中的创新点主要体现在自动化的实现、图像采集和处理技术的应用、动态调整和优化能力以及远程监控和管理功能的实现等方面，为棉田管理提供了一种新的、更加高效和准确的方式。