一种制种玉米去雄无人飞机综合检测平台及其检测方法

1.本发明属于无人飞机装备技术领域，尤其涉及一种制种玉米去雄无人飞机综合检测平台及其检测方法。


背景技术：

2.农作物种子质量关系到国家的粮食安全，其中玉米是人类重要的主粮作物，也是人类重要的饲料、工业原料作物，也是全球种植面积最大的农作物。当前种植的玉米品种98%以上为杂交玉米品种，但因杂交玉米的品种优势从第两代开始会逐代递减，因此杂交玉米种子需要年年制种，制种面积巨大。杂交玉米制种过程中“母本玉米去雄”是其最关键、最难把控的环节，直接影响杂交玉米整体制种质量。母本玉米去雄环节窗口时间短、去净率要求高，去雄期间需要人工多次进地巡查去雄，极耗费人力。去雄作业所需工人缺乏，并且制种玉米去雄作业主要依靠人工去雄、少量采用地面去雄机去雄，这种现状无法适应制种产业高质量发展，提升制种玉米去雄机械化、智能化水平迫在眉睫。
3.近年来随着无人飞机技术的发展，针对制种玉米精准去雄、补漏去雄需求的去雄无人飞机研究逐渐成为热点。去雄无人飞机的研究涉及飞行器设计、旋翼风场优化、去雄机械臂结构设计、玉米雄穗切割/拔取机理、玉米雄穗目标识别定位等多学科方向研究，此外去雄无人飞机等农业无人飞机的研发还需开展大量室外及田间试验进行验证。然而，室外及田间试验往往受到天气、自然风、光照、作物种植季节限制等因素干扰，严重制约了去雄无人飞机等农业无人飞机研究。
4.为了能够开展去雄无人飞机及去雄机械臂性能检测、旋翼风场检测、待去雄玉米雄穗表型数据采集等工作，开发一种制种玉米去雄无人飞机综合检测平台及其检测方法十分必要。


技术实现要素：

5.针对上述问题，本发明提供一种制种玉米去雄无人飞机综合检测平台及其检测方法，它还兼具其他类型无人机性能检测、其他机械臂性能检测、其他农作物表型信息采集等功能。
6.本发明的目的是通过以下技术方案实现的，结合附图：作为本发明的一方面，提供一种制种玉米去雄无人飞机综合检测平台，包括支撑台架1、空中悬挂移动装置2、微气象环境模拟装置3、作物种植模拟装置4、试验数据检测装置5、后台指挥控制系统6；其中所述支撑台架1为综合检测平台的主体框架并可移动；所述作物种植模拟装置4整体设置于支撑台架1内，用于模拟玉米或者其他农作物种植农艺场景，具体包括作物高度、作物种植间距、作物种植密度、作物抓地特性等；所述空中悬挂移动装置2滑动连接在所述支撑台架1顶部且位于作物种植模拟装置4上方，用于悬挂固定检测对象，并带动检测对象沿滑轨匀速位移、变速位移、缓慢刹车、急停等动作；所述微气象环境模拟装置3安装在支撑台架1侧部，用于模拟调节检测平台内的空气温度、湿度、环境侧风等
微气象环境参数；所述试验数据检测装置5安装在作物种植模拟装置4上，试验数据检测装置5为多种检测传感器集合，用于采集检测对象的多种试验数据；所述后台指挥控制系统6与所述支撑台架1、空中悬挂移动装置2、微气象环境模拟装置3、作物种植模拟装置4、试验数据检测装置5电气连接，用于控制调节检测平台各部分运行，包括控制调节所述滑轨位移、空中悬挂移动装置位移、模拟地面升降、微气象环境参数调节、试验数据采集存储，还用于监测、存储试验过程中的图像及环境参数数据，以及试验台所需的各部分电气控制。
7.进一步地，所述支撑台架1包括主体框架11、滑轨12、同步移动小车模组13，所述主体框架11包括滑动台面111、框架112、纵向位移轨道113；所述纵向位移轨道113位于所述主体框架顶部，所述滑轨12通过同步移动小车模组滑动连接在纵向位移轨道113下方，滑轨12可沿纵向位移轨道113纵向移动；所述作物种植模拟装置4安装在滑动台面111上；所述空中悬挂移动装置2滑动连接在滑轨12上可沿滑轨横向移动；所述微气象环境模拟装置3安装在框架112上。
8.进一步地，所述空中悬挂移动装置2包括多功能移动滑块21、多姿态弹性底座22、检测对象固定卡件，多功能移动滑块、多姿态弹性底座、检测对象固定卡件沿垂直方向由上至下依次安装；所述多功能移动滑块21滑动连接在所述支撑台架1顶部，用于带动所述多姿态弹性底座、检测对象固定卡件以及检测对象实现横向匀速位移、变速位移、缓慢刹车、急停等动作；所述多姿态弹性底座22设置于所述多功能移动滑块21底部并与之刚性连接，用于消耗缓解无人机旋翼转动后的机身扰动、调节检测对象的横滚、俯仰、偏航三种姿态；所述检测对象固定卡件可拆卸固定在所述多姿态弹性底座底部，用于悬挂固定检测对象。
9.更进一步地，所述检测对象固定卡件为无人机固定卡件23或机械臂固定卡件24，无人机固定卡件23用于悬挂固定去雄无人机14，机械臂固定卡件24用于悬挂固定去雄机械臂15；所述无人机固定卡件23包括卡座231、内吸盘232、机械卡臂233，卡座231为所述无人机固定卡件23的主体部分，其顶部与所述多姿态弹性底座22刚性连接，其底部设置有所述内吸盘232，所述内吸盘232用于吸附去雄无人机14机身顶盖；所述机械卡臂233均布设置于所述卡座231侧面，其一端固定在所述卡座231上，另一端为活动u形卡扣用于固定所述去雄无人机14的机臂；所述机械臂固定卡件24包括卡件主体241、锁紧件242、锁紧螺柱243，通过旋转锁紧螺柱243调节所述锁紧件242前进或后退，锁紧件242用于固定去雄机械臂15；所述机械臂固定卡件24还可固定其他类型机械臂。
10.进一步地，所述微气象环境模拟装置3包括空气温湿度调节模块31、侧风模拟调节模块32，用于模拟调节试验所需的环境侧风、空气温湿度。
11.进一步地，所述作物种植模拟装置4包括升降模块41、模拟地面42、作物植株夹具阵列43、横向导轨滑块组件44、纵向导轨滑块组件45；所述升降模块41设置于所述模拟地面42底部，用于调节所述模拟地面42的距地高度；所述作物植株夹具阵列43由多个作物植株夹具组成，多个作物植株夹具分别设置于所述横向导轨滑块组件44与所述纵向导轨滑块组件45的轨道交叉节点上。
12.更进一步地，所述作物植株夹具包括盆栽固定式夹具431、茎秆固定式夹具432、负重底座433，所述盆栽固定式夹具431用于固定种植在花盆的农作物植株16，所述茎秆固定式夹具432用于直接固定裸根状态的农作物植株16；所述盆栽固定式夹具431或茎秆固定式夹具432与所述负重底座433用螺柱连接固定；所述负重底座433自带重量，以此模拟不同农
作物植株的抓地特性, 所述负重底座433自带重量m
自重
=f
提拔拉力
/g
ꢀ–m盆土-m
植株
，式中m
盆土
为花盆及土壤的重量、m
植株
为作物植株的裸重，g为重力系数（取值9.8n/kg），f
提拔拉力
为真实作物植株从土壤拔出的平均提拔拉力。
13.进一步地，所述试验数据检测装置5包括旋翼风场传感器、雄穗切割力测量传感器、雄穗抓取力测量传感器、作物高度测量传感器、作物图像采集传感器、姿态检测传感器。
14.进一步地，所述后台指挥控制系统6包括总控平台61、电气控制柜62、试验监控模块，总控平台61与电气控制柜62电气连接，所述电气控制柜62与所述支撑台架1、空中悬挂移动装置2、微气象环境模拟装置3、作物种植模拟装置4、试验数据检测装置5、试验监控模块电气连接；所述试验监控模块包括全局视频监控单元631、近场视频监控单元632、微环境监控单元633，所述全局视频监控单元631设置于所述支撑台架1的主体框架四周，用于监控记录全局试验影像；所述近场视频监控单元632设置于检测对象的前方位置，用于监控记录近距离试验影像；所述微环境监控单元633为空气温湿度、三维风速风向、光照传感器的组合。
15.作为本发明的另一方面，提供一种制种玉米去雄无人飞机综合检测平台的检测方法，包括以下步骤：s1：悬挂固定检测对象：根据检测对象为去雄无人机或去雄机械臂，来选取对应的检测对象固定卡件，借助所述作物种植模拟装置将检测对象悬挂安装在所述空中悬挂移动装置上；s2：布置固定检测用农作物：利用作物种植模拟装置模拟检测用农作物的种植农艺场景，选取对应作物植株夹具，通过所述后台指挥控制系统调整所述作物种植模拟装置，以此调节作物种植行距、株距；在作物种植模拟装置上通过作物植株夹具固定农作物植株；s3：在综合检测平台上布置所述试验数据检测装置的各检测传感器；s4：试验台参数设定及调节：通过所述后台指挥控制系统设定所悬挂检测对象的位移速度、位移方向、位移距离，调节所述作物种植模拟装置上的农作物植株与悬挂检测对象之间的相对高度，设定所述微气象环境模拟装置模拟的风、温、湿环境参数；s5：上述步骤完成后，先启动检测对象，再通过所述后台指挥控制系统控制所述检测对象动作，同时控制所述试验数据检测装置采集检测对象的试验数据；s6：当前试验数据采集完成后，及时关闭检测对象，如未完成试验，重复步骤s2～s5，继续采集试验数据，直到检测完成。
16.本发明提供的一种制种玉米去雄无人飞机综合检测平台及其检测方法，不仅可用于制种玉米去雄无人机及去雄机械臂性能检测、去雄无人机旋翼风场检测、待去雄玉米雄穗表型数据采集等检测试验，还兼具其他类型无人机检测、其他机械臂检测、其他农作物表型信息采集的功能。
17.本发明与其他农业无人机试验平台相比，具有以下优点：1.本发明是一种专门针对制种玉米去雄无人机及机械臂检测试验用的综合检测平台，克服目前没专门针对去雄无人机、去雄机械臂检测用的试验平台，其他农业无人机试验台也不能满足玉米去雄无人机、去雄机械臂检测试验需求的缺陷。
18.2.本发明检测平台为多用途，不仅可以开展制种玉米去雄无人机、去雄机械臂检测试验，还兼具多种农用无人机检测、机械臂检测、农作物表型信息采集的功能。
19.3. 试验平台的作物种植模拟装置可以模拟田间农作物种植场景；试验平台的微气象环境模拟装置可以模拟试验所需的气象环境，包括环境侧风、空气温湿度；通过作物种植模拟装置、微气象环境模拟装置综合来为试验飞机或机械臂提供尽量真实的作业环境。
20.4. 本发明试验平台主体可自由移动，在室外或室内均可开展试验。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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。
22.图1为制种玉米去雄无人机综合检测平台的结构示意图；图2为检测平台主体框架的结构示意图；图3为支撑台架的结构示意图；图4为同步移动小车安装位置的示意图；图5为空中悬挂移动装置悬挂玉米去雄无人机的结构示意图；图6为空中悬挂移动装置悬挂玉米去雄机械臂的结构示意图；图7为无人机固定卡件和机械臂固定卡件的结构示意图；图8为作物种植模拟装置的结构示意图；图9为作物种植模拟装置的局部放大图；图10为两种作物植株夹具的结构示意图；图11为负重底座的结构示意图，其中，（a）为负重底座的俯视图，（b）为负重底座的底视图；图12为制种玉米去雄无人机综合检测平台的结构轴测图；图中：1-支撑台架；2-空中悬挂移动装置；3-微气象环境模拟装置；4-作物种植模拟装置；5-试验数据检测装置；6-后台指挥控制系统；11-主体框架；12-滑轨；13-同步移动小车模组；14-去雄无人机；15-去雄机械臂；16-农作物植株；111-滑动台面；112-框架；113-纵向位移轨道；131-第一同步移动小车；132-第二同步移动小车；21-多功能移动滑块；22-多姿态弹性底座；23-无人机固定卡件；24-机械臂固定卡件；231-卡座；232-内吸盘；233-机械卡臂；241-卡件主体；242-锁紧件；243-锁紧螺柱；31-空气温湿度调节模块；32-侧风模拟调节模块；41-升降模块；42-模拟地面；43-作物植株夹具阵列；44-横向导轨滑块组件；45-纵向导轨滑块组件；421-水平面；422-纵向轨道；423-横向轨道；431-盆栽固定式夹具；432-茎秆固定式夹具；433-负重底座；441-横向导轨；442-纵向同步位移滑块；451-纵向导轨；452-横向同步位移滑块；61-总控平台；62-电气控制柜；631-全局视频监控单元；632-近场视频监控单元；633-微环境监控单元。
具体实施方式
23.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.实施例1，如图1、图2、图12所示，本实施例为一种制种玉米去雄无人飞机综合检测平台，包括支撑台架1、空中悬挂移动装置2、微气象环境模拟装置3、作物种植模拟装置4、试验数据检测装置5、后台指挥控制系统6；其中所述支撑台架1为综合检测平台的主体框架并可移动；所述作物种植模拟装置4整体设置于支撑台架1内并安装在支撑台架1的滑动台面111上，用于模拟农作物种植密度并兼具调节农作物与检测对象间的相对高度的功能；所述空中悬挂移动装置2设置于所述支撑台架1顶部的滑轨12上并位于作物种植模拟装置4上方，用于悬挂并移动固定检测对象；所述微气象环境模拟装置3安装在支撑台架1侧部，用于模拟调节检测平台内的空气温度、湿度、环境侧风；所述试验数据检测装置5安装在作物种植模拟装置4上，试验数据检测装置5为多种检测传感器集合，用于采集检测对象的多种试验数据；所述后台指挥控制系统6与所述支撑台架1、空中悬挂移动装置2、微气象环境模拟装置3、作物种植模拟装置4、试验数据检测装置5电气连接，用于控制调节检测平台各部分运行。
25.如图2至图4所示，所述支撑台架1包括主体框架11、滑轨12、同步移动小车模组13，同步移动小车模组13沿纵向滑动连接在主体框架11顶部上，滑轨12两端分别连接同步移动小车模组13。本实施例同步移动小车模组13带动所述滑轨12可纵向位移，所述同步移动小车模组13优选为由第一同步移动小车131和第二同步移动小车132组成；所述主体框架11包括滑动台面111、框架112、纵向位移轨道113，本实施例中所述主体框架优选为移动式长方体主体框架；所述纵向位移轨道113由2根轨道组成，位于所述主体框架顶部，所述第一同步移动小车131和第二同步移动小车132分别设置于所述纵向位移轨道113的2根轨道上，所述滑轨12两端分别与第一同步移动小车131和第二同步移动小车132的底部刚性连接，设置于纵向位移轨道113下方；所述作物种植模拟装置4安装在滑动台面111上；所述空中悬挂移动装置2滑动连接在滑轨12上可沿滑轨横向移动；所述微气象环境模拟装置3安装在框架112上。
26.如图5、图6所示，所述空中悬挂移动装置2包括多功能移动滑块21、多姿态弹性底座22、检测对象固定卡件，其中所述多功能移动滑块21、多姿态弹性底座22、检测对象固定卡件在垂直方向“由上至下”依次设置安装，所述多功能移动滑块21设置于所述支撑台架1的滑轨12上，用于带动所述多姿态弹性底座22、检测对象固定卡件以及检测对象（去雄无人机14或去雄机械臂15）横向移动；所述多姿态弹性底座22设置于所述多功能移动滑块21底部并与之刚性连接，用于消耗缓解去雄无人机14旋翼转动后的上升动力和左右振动，以及设置调节去雄无人机14的横滚、俯仰、偏航三种姿态角度；所述检测对象固定卡件设置于所述多姿态弹性底座22底部并与之刚性连接，用于悬挂固定检测对象，且检测对象固定卡件可便捷拆卸、安装在所述多姿态弹性底座22底部。
27.如图5、图6、图7所示，所述检测对象固定卡件包括无人机固定卡件23、机械臂固定卡件24，无人机固定卡件23用于悬挂固定去雄无人机14，机械臂固定卡件24用于悬挂固定
去雄机械臂15。所述无人机固定卡件23包括卡座231、内吸盘232、机械卡臂233，其中卡座231为所述无人机固定卡件23的主体部分，其顶部与多姿态弹性底座22刚性连接，其底部设置有所述内吸盘232，所述内吸盘232用于吸附固定试验无人机机身顶盖；所述机械卡臂233均匀设置于所述卡座231侧面，其一端固定在所述卡座231上，一端为活动u形卡扣用于固定所述检测对象的机臂，所述机械卡臂233数量优选为8个，本实施例结构可满足四旋翼、六旋翼、八旋翼无人机固定安装。所述机械臂固定卡件24包括卡件主体241、锁紧件242、锁紧螺柱243，其中锁紧螺柱243为外螺纹螺柱，通过旋转锁紧螺柱243来调节所述锁紧件242前进或后退，以此锁紧或松开去雄机械臂15。
28.如图1、图2所示，所述微气象环境模拟装置3包括空气温湿度调节模块31、侧风模拟调节模块32，用于模拟调节试验所需的环境侧风、空气温湿度。
29.如图8、图9、图11所示，所述作物种植模拟装置4用于模拟不同农作物种植农艺场景，具体包括固定农作物、调节农作物高度、调节检测对象距农作物相对高度、调节农作物种植间距及密度、模拟农作物抓地特性，包括升降模块41、模拟地面42、作物植株夹具阵列43、横向导轨滑块组件44、纵向导轨滑块组件45。所述升降模块41设置于所述模拟地面42底部，用于调节所述模拟地面42的距地高度，以此调节农作物距检测对象相对高度，其优选电控液压升降；所述作物植株夹具阵列43由多个作物植株夹具组成，多个作物植株夹具分别设置于所述横向导轨滑块组件44与所述纵向导轨滑块组件45的轨道交叉节点上，所述作物植株夹具数量n
夹具
根据试验需要确定，本实施例中n
夹具
=24，即横向导轨滑块组件44（h方向为横向）的横向导轨数为4根，纵向导轨滑块组件45（z方向为纵向）的纵向导轨数为6根。
30.所述模拟地面42包括水平面421、纵向轨道422、横向轨道423，用于模拟水平地面，此外纵向轨道422顶部高于横向轨道423顶部，以此实现导轨交叉时所述纵向导轨451设置在所述横向导轨441之上。
31.如图8、图10所示，所述作物植株夹具包括盆栽固定式夹具431、茎秆固定式夹具432、负重底座433，其中所述盆栽固定式夹具431用于固定种植在花盆的农作物植株16，所述茎秆固定式夹具432用于直接固定裸根状态的农作物植株16，其中所述盆栽固定式夹具431或茎秆固定式夹具432与所述负重底座433用螺柱连接固定，所述负重底座底部有“十”字槽，所述纵向导轨、横向导轨分别从“十”字槽穿过且纵向导轨在横向导轨之上；另外，所述负重底座433自带重量，以此模拟不同农作物植株的抓地特性，所述负重底座433自带重量m
自重
=f
提拔拉力
/g
ꢀ–m盆土-m
植株
，式中m
盆土
为花盆及土壤的重量、m
植株
为作物植株的裸重，g为重力系数（取值9.8n/kg），f
提拔拉力
为真实作物植株从土壤拔出的平均提拔拉力，本实施例中玉米植株提拔拉力优选取值范围40 n～120n。
32.所述横向导轨滑块组件44由多组横向导轨441、纵向同步位移滑块442组成，其中每个纵向同步位移滑块442由2个纵向位移小车组成，分别设置于所述模拟地面42的2条纵向轨道422上并可纵向同步滑动，所述横向导轨441通过活动卡扣被固定在所述纵向同步位移滑块442顶部上，通过总控平台61远程控制所述纵向同步位移滑块442位移以此调整横向导轨之间的间距，以实现调整模拟农作物的株距。
33.所述纵向导轨滑块组件45由多组纵向导轨451、横向同步位移滑块452组成，其中每个横向同步位移滑块452由2个横向位移小车组成，分别设置于所述模拟地面42的2条横向轨道423上并可横向同步滑动。所述纵向导轨451通过活动卡扣被固定在所述横向同步位
移滑块452上，通过总控平台61远程控制所述横向同步位移滑块452位移以此调整纵向导轨之间的间距，以实现调整模拟农作物的行距。
34.如图1、图8所示，本实施例中所述试验数据检测装置5设置于所述模拟地面42上，其优选由旋翼风场传感器、雄穗切割力测量传感器、雄穗抓取力测量传感器、作物高度测量传感器、作物图像采集传感器、姿态检测传感器的组成，可开展去雄无人机及去雄机械臂性能检测、玉米去雄无人机旋翼风场检测、待去雄玉米雄穗图像数据采集等试验。
35.如图1、图2、图8所示，所述后台指挥控制系统6包括总控平台61、电气控制柜62、试验监控模块，用于控制调节所述滑轨12纵向位移、空中悬挂移动装置2横向位移、模拟地面42升降、微气象环境模拟装置3模拟试验环境参数、试验数据检测装置采集试验数据，还用于采集、存储试验过程中的视频图像及环境参数数据，以及试验台所需的各部分电气控制，本实施例中所述总控平台61设置于所述支撑台架1外侧。
36.所述试验监控模块包括全局视频监控单元631、近场视频监控单元632、微环境监控单元633。其中所述全局视频监控单元631优选为普通可见光摄像机，设置于所述支撑台架1的主体框架四周，用于监控记录全局试验影像；所述近场视频监控单元632优选为高速摄影相机、普通可见光摄像机的组合，设置于检测对象的前方位置，用于监控记录近距离试验影像；所述微环境监控单元633优选为空气温湿度、三维风速风向、光照传感器的组合，设置于框架112上，用于监测检测平台上的、环境参数，微环境参数监测频率优选≥1hz。
37.所述总控平台61与所述电气控制柜62电气连接，所述电气控制柜62与所述支撑台架1、空中悬挂移动装置2、微气象环境模拟装置3、作物种植模拟装置4、试验数据检测装置5、试验监控模块电气连接。
38.本实施例一种制种玉米去雄无人飞机综合检测平台的检测方法，步骤如下：s1：悬挂固定检测对象：根据检测对象为去雄无人机14或去雄机械臂15，来选取对应的无人机固定卡件23或机械臂固定卡件24，借助所述作物种植模拟装置4升降功能辅助，将检测对象悬挂安装在所述空中悬挂移动装置2上。
39.s2：根据检测对象作业目标农作物的品种类型和种植密度：首先选取对应作物植株夹具（盆栽固定式夹具或茎秆固定式夹具），通过所述后台指挥控制系统6控制所述作物种植模拟装置4的横向导轨、纵向导轨间距，以此调节种植密度（行距、株距）；在横向轨道与纵向轨道交叉节点放置作物植株夹具并固定农作物植株16，在所述作物种植模拟装置4上布置所述试验数据检测装置的传感器采集点。
40.s2：布置固定检测用农作物：利用作物种植模拟装置4模拟检测用农作物的种植农艺场景，选取对应作物植株夹具（盆栽固定式夹具431或茎秆固定式夹具432），通过所述后台指挥控制系统6调整所述作物种植模拟装置4的横向导轨441、纵向导轨451间距，以此调节作物种植行距、株距；在横向导轨441与纵向导轨451交叉节点放置作物植株夹具并固定农作物植株。
41.s3：布置试验数据检测传感器，在试验台上布置所述试验数据检测装置5的检测传感器。
42.s4：试验台参数设定及调节，通过所述后台指挥控制系统6设定所悬挂检测对象的位移速度、位移方向、位移距离等参数，调节所述模拟地面42上的农作物植株与悬挂检测对象之间的相对高度，设定所述微气象环境模拟装置3模拟的风、温、湿环境参数。
43.s5：上述步骤完成后，先启动检测对象，再通过所述后台指挥控制系统6控制所述检测对象动作，同时控制所述试验数据检测装置5、所述试验监控模块采集检测对象的试验数据。
44.s6：当前试验数据采集完成后，及时关闭检测对象，如未完成试验，重复步骤s2～s5，继续采集试验数据，直到检测完成。
45.实施例2，本实施例的结构与实施例1的结构相同，差别在于所述试验数据检测装置5优选为施药量检测传感器、施药雾滴沉积飘移检测传感器、施药雾滴穿透性检测传感器，通过更换试验数据检测装置，本试验台可以用来开展植保无人机性能检测试验，例如植保无人机施药雾滴沉积漂移检测试验、植保无人机施药穿透性检测试验、施药雾滴作物叶片表面沉积效果检测试验、植保无人机风场与作物冠层的互作用关系检测试验等。
46.实施例3，本实施例的结构与实施例1的结构相同，差别在于所述试验数据检测装置5优选施肥量检测传感器、施肥均匀性检测传感器、播种播撒量检测传感器，所述模拟地面42设置为不同厚度、不同含水率的土层，通过更换试验传感器和模拟地面的布置，本试验台可以用来模拟旱田和水田土壤环境，开展施肥无人机性能检测以及播种无人机性能检测试验，例如施肥无人机施肥均匀性、撒肥入土深度检测试验，播种无人机播种均匀性、播种入土深度检测试验等。
47.实施例4，本实施例的结构与实施例1的结构相同，差别在于所述试验数据检测装置5优选姿态检测传感器、采摘运动轨迹记录传感器、采摘速度检测传感器，本试验台可以用于开展作物果实采摘机械手性能检测试验。
48.实施例5，本实施例的结构与实施例1的结构相同，差别在于所述试验数据检测装置5不用布置，所述空中悬挂移动装置2通过悬挂固定作物表型数据检测设备，可以开展作物表型信息采集检测试验，作物表型数据检测设备可为作物多光谱采集传感器、作物高光谱采集传感器、作物激光雷达探测传感器、作物热红外采集传感器等传感器的任意组合。
49.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种制种玉米去雄无人飞机综合检测平台，其特征在于，包括支撑台架（1）、空中悬挂移动装置（2）、微气象环境模拟装置（3）、作物种植模拟装置（4）、试验数据检测装置（5）、后台指挥控制系统（6）；所述支撑台架（1）为综合检测平台的主体框架并可移动；所述作物种植模拟装置（4）整体设置于支撑台架（1）内，用于模拟玉米种植农艺场景；所述空中悬挂移动装置（2）滑动连接在所述支撑台架（1）顶部且位于作物种植模拟装置（4）上方，用于悬挂并移动检测对象；所述微气象环境模拟装置（3）安装在支撑台架（1）侧部，用于调节检测平台内的微气象环境参数；所述试验数据检测装置（5）安装在作物种植模拟装置（4）上，试验数据检测装置（5）为多种检测传感器集合，用于采集检测对象的多种试验数据；所述后台指挥控制系统（6）与所述支撑台架（1）、空中悬挂移动装置（2）、微气象环境模拟装置（3）、作物种植模拟装置（4）、试验数据检测装置（5）电气连接，用于控制调节检测平台各部分运行。2.如权利要求1所述的一种制种玉米去雄无人飞机综合检测平台，其特征在于，所述支撑台架（1）包括主体框架（11）、滑轨（12）、同步移动小车模组（13），所述主体框架（11）包括滑动台面（111）、框架（112）、纵向位移轨道（113）；所述纵向位移轨道（113）位于所述主体框架顶部，所述滑轨（12）通过同步移动小车模组滑动连接在纵向位移轨道（113）下方，滑轨（12）可沿纵向位移轨道（113）纵向移动；所述作物种植模拟装置（4）安装在滑动台面（111）上；所述空中悬挂移动装置（2）滑动连接在滑轨（12）上可沿滑轨横向移动；所述微气象环境模拟装置（3）安装在框架（112）上。3.如权利要求1所述的一种制种玉米去雄无人飞机综合检测平台，其特征在于，所述空中悬挂移动装置（2）包括多功能移动滑块（21）、多姿态弹性底座（22）、检测对象固定卡件；所述多功能移动滑块（21）滑动连接在所述支撑台架（1）顶部；所述多姿态弹性底座（22）固定于所述多功能移动滑块（21）底部；所述检测对象固定卡件可拆卸安装在所述多姿态弹性底座底部，用于悬挂固定检测对象。4.如权利要求3所述的一种制种玉米去雄无人飞机综合检测平台，其特征在于，所述检测对象固定卡件包括无人机固定卡件（23）、机械臂固定卡件（24），无人机固定卡件（23）用于悬挂固定去雄无人机（14），机械臂固定卡件（24）用于悬挂固定去雄机械臂（15）；所述无人机固定卡件（23）包括卡座（231）、内吸盘（232）、机械卡臂（233），卡座（231）为所述无人机固定卡件（23）的主体部分，其顶部与所述多姿态弹性底座（22）刚性连接，其底部设置有所述内吸盘（232），所述内吸盘（232）用于吸附去雄无人机（14）机身顶盖；所述机械卡臂（233）均布设置于所述卡座（231）侧面，其一端固定在所述卡座（231）上，另一端为活动u形卡扣用于固定所述去雄无人机（14）的机臂；所述机械臂固定卡件（24）包括卡件主体（241）、锁紧件（242）、锁紧螺柱（243），通过旋转锁紧螺柱（243）调节所述锁紧件（242）前进或后退，锁紧件（242）用于固定去雄机械臂（15）。5.如权利要求1所述的一种制种玉米去雄无人飞机综合检测平台，其特征在于，所述微气象环境模拟装置（3）包括空气温湿度调节模块（31）、侧风模拟调节模块（32），用于模拟调节试验所需的环境侧风、空气温湿度。6.如权利要求1所述的一种制种玉米去雄无人飞机综合检测平台，其特征在于，所述作物种植模拟装置（4）包括升降模块（41）、模拟地面（42）、作物植株夹具阵列（43）、横向导轨滑块组件（44）、纵向导轨滑块组件（45）；所述升降模块（41）设置于所述模拟地面（42）底部，用于调节所述模拟地面（42）的距地高度；所述作物植株夹具阵列（43）由多个作物植株夹具
组成，多个作物植株夹具分别设置于所述横向导轨滑块组件（44）与所述纵向导轨滑块组件（45）的轨道交叉节点上。7.如权利要求6所述的一种制种玉米去雄无人飞机综合检测平台，其特征在于，所述作物植株夹具包括盆栽固定式夹具（431）、茎秆固定式夹具（432）、负重底座（433），所述盆栽固定式夹具（431）用于固定种植在花盆的农作物植株（16），所述茎秆固定式夹具（432）用于直接固定裸根状态的农作物植株（16）；所述盆栽固定式夹具（431）或茎秆固定式夹具（432）与所述负重底座（433）用螺柱连接固定；所述负重底座（433）自带重量，所述负重底座（433）自带重量m
自重
=f
提拔拉力
/g
ꢀ–
m
盆土-m
植株
，式中，m
盆土
为花盆及土壤的重量，m
植株
为作物植株的裸重，g为重力系数，f
提拔拉力
为真实作物植株从土壤拔出的平均提拔拉力。8.如权利要求1所述的一种制种玉米去雄无人飞机综合检测平台，其特征在于，所述试验数据检测装置（5）包括旋翼风场传感器、雄穗切割力测量传感器、雄穗抓取力测量传感器、作物高度测量传感器、作物图像采集传感器、姿态检测传感器。9.如权利要求1所述的一种制种玉米去雄无人飞机综合检测平台，其特征在于，所述后台指挥控制系统（6）包括总控平台（61）、电气控制柜（62）、试验监控模块（63），总控平台（61）与电气控制柜（62）电气连接，所述电气控制柜（62）分别与所述支撑台架（1）、空中悬挂移动装置（2）、微气象环境模拟装置（3）、作物种植模拟装置（4）、试验数据检测装置（5）、试验监控模块（63）电气连接；所述试验监控模块（63）包括全局视频监控单元（631）、近场视频监控单元（632）、微环境监控单元（633），所述全局视频监控单元（631）设置于所述支撑台架（1）的主体框架四周，用于监控记录全局试验影像；所述近场视频监控单元（632）设置于检测对象的前方位置，用于监控记录近距离试验影像；所述微环境监控单元（633）为空气温湿度、三维风速风向、光照传感器的组合。10.如权利要求1所述的一种制种玉米去雄无人飞机综合检测平台的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：s1：悬挂固定检测对象：根据检测对象为去雄无人机或去雄机械臂，来选取对应的检测对象固定卡件，借助所述作物种植模拟装置将检测对象悬挂安装在所述空中悬挂移动装置上；s2：布置固定检测用农作物：利用作物种植模拟装置模拟检测农作物的种植农艺场景，选取对应作物植株夹具，通过所述后台指挥控制系统调整所述作物种植模拟装置，以此调节作物种植行距、株距；在作物种植模拟装置上通过作物植株夹具固定农作物植株；s3：在综合检测平台上布置所述试验数据检测装置的各检测传感器；s4：试验台参数设定及调节：通过所述后台指挥控制系统设定所悬挂检测对象的位移速度、位移方向、位移距离，调节所述作物种植模拟装置上的农作物植株与悬挂检测对象之间的相对高度，设定所述微气象环境模拟装置模拟的环境参数；s5：上述步骤完成后，先启动检测对象，再通过所述后台指挥控制系统控制所述检测对象动作，同时控制所述试验数据检测装置采集检测对象的试验数据；s6：当前试验数据采集完成后，及时关闭检测对象，如未完成试验，重复步骤s2～s5，继续采集试验数据，直到检测完成。

技术总结
本发明公开了一种制种玉米去雄无人飞机综合检测平台及其检测方法，包括支撑台架、空中悬挂移动装置、微气象环境模拟装置、作物种植模拟装置、试验数据检测装置、后台指挥控制系统；支撑台架为综合检测平台的主体框架；空中悬挂移动装置设置于支撑台架的滑轨上，用于悬挂固定检测对象；微气象环境模拟装置用于模拟检测平台内微气象环境；作物种植模拟装置用于模拟农作物农艺种植场景；试验数据检测装置为多种感知传感器集合，用于采集检测对象的多种试验数据；后台指挥控制系统用于控制并监控检测平台各部分运行。本发明适用于去雄无人机或去雄机械臂检测试验，还适用于其他类型无人机或机械臂、作物表型数据检测试验。作物表型数据检测试验。作物表型数据检测试验。


技术研发人员：齐江涛 丁晨琛 包志远 丛旭 张伟荣 吕明阳
受保护的技术使用者：吉林大学
技术研发日：2023.04.23
技术公布日：2023/6/4