植物生长直播装置
技术领域
本实用新型涉及植物生长过程监测设备技术领域，尤其涉及一种植物生长直播装置。
背景技术
随着农业科学研究向数字化、可视化、精准化和智能化的转变，实现植物三维数字化、可视化对传统植物形态结构的感知和认知的方式提出了更高的要求。虚拟植物是指运用计算机来模拟植物生长发育的状况，虚拟植物有着极广的应用价值。虚拟植物的可视化特点有利于人们更快的领会植物的生长过程，进而被广泛的应用到科普、农业技术和教育教学中。
目前，农业中的植物生产越来越多地服务于教育、休闲、旅游观光、创意展示等，对植物生长及所处环境的可视化需求越来越强烈。然而传统手段只能通过实物、绘画、视频等方式表达，缺乏科学性、参与性、趣味性，无法适应现代农业对植株进行展示展览的要求。
实用新型内容
本实用新型实施例提供一种植物生长直播装置，用以解决现有的植物生长表达手段单一枯燥、融入感差的问题，以提高对植物生长过程的实时可视化效果。
本实用新型实施例提供一种植物生长直播装置，包括移动平台、水平旋转架、竖直旋转架、360°旋转台以及VR相机，所述水平旋转架的固定端安装于所述移动平台的顶部，所述水平旋转架的转动端连接于所述竖直旋转架的固定端，所述竖直旋转架的转动端固接于所述360°旋转台的底座，所述VR相机安装于所述360°旋转台的转盘上。
其中，所述竖直旋转架包括第一电机和转杆，所述第一电机的机壳固接于所述水平旋转架的转动端，所述第一电机的输出轴固接于所述转杆的一端，所述转杆的另一端固接于所述360°旋转台的底座。
其中，所述水平旋转架包括第二电机、圆台和立板，所述第二电机的机壳固接于所述移动平台，所述第二电机的输出轴固接于所述圆台的底部；所述立板的底部安装于所述圆台上，所述立板的顶部固接于所述第一电机的机壳。
其中，还包括设置于所述移动平台内的驱动电机和转向电机，以及安装于所述移动平台的底部的万向轮；所述万向轮的转轴在平行于所述转轴的方向上连接于所述驱动电机的输出转轴，以使所述万向轮转动，驱动所述移动平台前后移动；所述万向轮的转轴在垂直于所述转轴的方向上连接于所述转向电机的输出转轴，以使所述万向轮的转轴转动，改变所述移动平台的移动方向。
其中，还包括设置于所述移动平台内的路径导航模块，所述路径导航模块电连接于所述驱动电机和所述转向电机。
其中，还包括设置于所述移动平台的侧面的避障雷达，所述避障雷达电连接于所述路径导航模块。
其中，还包括设置于所述移动平台上的GPS定位传感器，所述GPS定位传感器电连接于所述路径导航模块。
其中，还包括设置于所述移动平台上的无线传输组件，所述VR相机电连接于所述无线传输组件，所述无线传输组件用于将所述VR相机采集的图像信号传输至远端服务器。
本实用新型实施例提供的植物生长直播装置，包括移动平台、水平旋转架、竖直旋转架、360°旋转台以及VR相机，通过移动平台带动VR相机顺利地在田间或者设施温室内移动，可以观测不同的植株；通过水平旋转架、竖直旋转架和360°旋转台来实现VR相机在三个维度上的旋转观测，利于构建一个逼真的全景环境。该植物生长直播装置结构简单、设计合理、使用方便、移动灵活，可以适应大范围的温室或田间连续拍摄作业，远端用户无需前往农业现场，直接使用头戴式显示器即可获得实时逼真的观测体验。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例中的一种植物生长直播装置的结构示意图；
附图标记说明：
1：移动平台； 2：万向轮； 3：避障雷达；
4：水平旋转架； 41：圆台；42：立板；
5：竖直旋转架； 51：第一电机；52：转杆；
6：360°旋转台； 7：VR相机。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”“第二”是为了清楚说明产品部件进行的编号，不代表任何实质性区别。“上”“下”“左”“右”均以附图所示方向为准。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。
需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在实用新型实施例中的具体含义。
图1是本实用新型实施例中的一种植物生长直播装置的结构示意图，如图1所示，本实用新型实施例提供的一种植物生长直播装置，包括移动平台1、水平旋转架4、竖直旋转架5、360°旋转台6以及VR相机7，水平旋转架4的固定端安装于移动平台1的顶部，水平旋转架4的转动端连接于竖直旋转架5的固定端，竖直旋转架5的转动端固接于360°旋转台6的底座，VR相机7安装于360°旋转台6的转盘上。
具体地，移动平台1可以为中空壳体，具备一定的防雨防尘性能，还可以实现功能性组件的集中安装，有利于拆装和维修。此外，移动平台1也可以为框架结构或者其他能够起到支撑作用的结构，此处不做限制。移动平台1可以为长方体形状，也可以为球形、圆台形或者其他形状。移动平台1的大小可以根据作物的种植间距进行合理的设计，以便顺利移动。
水平旋转架4、竖直旋转架5和360°旋转台6依次连接，水平旋转架4的旋转轴垂直于移动平台1的顶面，竖直旋转架5的旋转轴垂直于水平旋转架4的旋转轴，360°旋转台6的旋转轴垂直于竖直旋转架5的旋转轴，进而带动VR相机7在三个不同的维度上进行旋转观测。
VR相机7可以提供至少4000×3000分辨率24帧/秒的植物VR视频流，例如可以采用理光Theta SC 360度全景数码相机，或者MATTY Gopro hero7。VR相机可以在内部集成有无线传输装置，即拍即传，通过远端服务器接收视频流信号，利用配套的移动终端或者可穿戴设备可以直接读取到现场实时的植物生长状态。
本实施例提供的一种植物生长直播装置，包括移动平台、水平旋转架、竖直旋转架、360°旋转台以及VR相机，通过移动平台带动VR相机顺利地在田间或者设施温室内移动，可以观测不同的植株；通过水平旋转架、竖直旋转架和360°旋转台来实现VR相机在三个维度上的旋转观测，利于构建一个逼真的全景环境。该植物生长直播装置结构简单、设计合理、使用方便、移动灵活，可以适应大范围的温室或田间连续拍摄作业，远端用户无需前往农业现场，直接使用头戴式显示器即可获得实时逼真的观测体验。
进一步地，如图1所示，竖直旋转架5包括第一电机51和转杆52，第一电机51的机壳固接于水平旋转架4的转动端，第一电机51的输出轴固接于转杆52的下端，转杆52的上端固接于360°旋转台6的底座。通过竖直旋转架5带动VR相机7绕第一电机51的转轴转动。
更进一步地，如图1所示，水平旋转架4包括第二电机(图中未示出)、圆台41和立板42，第二电机的机壳固接于移动平台1，第二电机的输出轴固接于圆台41的底部；立板42的底部安装于圆台41上，立板42的顶部固接于第一电机51的机壳。具体地，第二电机可以安装于移动平台1的内部，第二电机的输出轴可以向上伸出移动平台1，再连接于圆台41。圆台41的底面可以略高于移动平台1的上表面，减少圆台41与移动平台1之间的摩擦力。此外，圆台41也可以采用其他形状，例如矩形或者三角形等等，此处不做限制。立板42为一三角形的立式板体，其宽度由下至上依次减小，立板42的下底面固接于圆台41的上表面，立板42的顶端固接于第一电机51的壳体。通过水平旋转架4带动其上部的部件水平转动。
进一步地，如图1所示，还包括设置于移动平台1内的驱动电机(图中未示出)和转向电机(图中未示出)，以及安装于移动平台1的底部的万向轮2。万向轮2的转轴在平行于转轴的方向上连接于驱动电机的输出转轴，以使万向轮2转动，驱动移动平台1前后移动。万向轮2的转轴在垂直于转轴的方向上连接于转向电机的输出转轴，以使万向轮2的转轴转动，改变移动平台1的移动方向。
具体地，本实施例中以四个万向轮2为例来进行说明，四个万向轮2分别分布于移动平台1的四个角，其中直接由驱动电机驱动转动，从而推动(或拉动)汽车前进的万向轮2就是驱动轮，可以采用前轮驱动或者后轮驱动的形式。即驱动电机的输出转轴通过联轴器或者传动带等传动结构，连接于前排(或者后排)的两个万向轮2，驱动前排(或者后排)的两个万向轮2绕其自身的转轴转动，带动移动平台1前进或者后退，而后排(或者前排)的两个万向轮2则随着移动平台1的移动而自然转动。
同样地，转向电机的输出转轴可以连接于前排(或者后排)的万向轮2的转轴，且转向电机的输出转轴垂直于前排(或者后排)的万向轮2的转轴，当转向电机的输出转轴转动时，前排(或者后排)的两个万向轮2的转轴随之转动，进而实现移动平台1的转弯动作。较常用的是前排万向轮2负责转向，由后排万向轮2来承担移动平台1的驱动工作。具体的可参考两驱车的运行方式。
此外，四个万向轮2还可以采用前后差速联动的四轮驱动方式，可参考四驱车的运行方式。
进一步地，还包括设置于移动平台内的路径导航模块，路径导航模块电连接于驱动电机和转向电机。具体地，路径导航模块可以采用MRC系列自主导航控制器，在植物的冠层预先设置多个电磁定位点，路径导航模块能够根据距离各个定位点的电磁信号的强弱出相对坐标，再根据直播装置坐标和自身姿态信息确定下一步行进路线。
更进一步地，还包括设置于移动平台的侧面的避障雷达3，避障雷达3电连接于路径导航模块。具体地，避障雷达3可以采用激光雷达、微波雷达或者超声波雷达。其中，激光雷达的分辨率高，能实时形成这些障碍物有效的影像。本实施例中选用的避障雷达3的型号为CE30-A，安装在移动平台1的前方，用于重构该装置周围的环境信息，躲避农田中的秸秆、碎石等障碍物，还可以定位待测的作物茎秆位置。
更进一步地，还包括设置于移动平台上的GPS定位传感器(图中未示出)，GPS定位传感器电连接于路径导航模块。GPS定位传感器可以用于定位移动平台1的位置。
进一步地，还包括设置于移动平台1上的无线传输组件(图中未示出)，VR相机7电连接于无线传输组件，无线传输组件用于将VR相机采集的图像信号传输至远端服务器，实现对田间或者设施温室内的三维空间展示，便于远端用户开展实时地可视化观测。具体地，无线传输组件可以采用WiFi模块、蓝牙模块、红外模块、Zigbee模块等等。
通过以上实施例可以看出，本实用新型提供的植物生长直播装置，包括移动平台、水平旋转架、竖直旋转架、360°旋转台以及VR相机，通过移动平台带动VR相机顺利地在田间或者设施温室内移动，可以观测不同的植株；通过水平旋转架、竖直旋转架和360°旋转台来实现VR相机在三个维度上的旋转观测，利于构建一个逼真的全景环境。该植物生长直播装置结构简单、设计合理、使用方便、移动灵活，可以适应大范围的温室或田间连续拍摄作业，远端用户无需前往农业现场，直接使用头戴式显示器即可获得实时逼真的观测体验。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
