[發(fā)明專利]植物葉片表觀紋理材質(zhì)信息采集裝置及其采集方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310436243.5
• 申請日: 2013-09-23
• 公開（公告）號: CN103487439A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭新宇;肖伯祥;苗騰;陸聲鏈;溫維亮
• 申請（專利權(quán)）人: 北京農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 李相雨

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像采集技術(shù)，更具體涉及一種植物葉片表觀紋理材質(zhì)信息采集裝置。

背景技術(shù)

植物三維虛擬仿真是當前植物學(xué)、農(nóng)學(xué)、計算機圖形學(xué)等領(lǐng)域的熱點問題之一，影響仿真感效果的重要因素之一是植物葉片表觀紋理材質(zhì)的準確模擬。

傳統(tǒng)的方法多采用直接拍攝的方式獲得紋理和材質(zhì)圖像，依賴于手工操作，受拍攝者人為因素影響較大，圖像質(zhì)量受光照、環(huán)境、角度、技術(shù)等多種因素制約，通常難以獲得高質(zhì)量的紋理材質(zhì)圖像。

該領(lǐng)域面臨的主要問題是缺乏自動、準確、快速、高效的植物葉片表觀紋理材質(zhì)信息獲取技術(shù)手段。此外，占用大量人力資源，工作效率低下，難以形成規(guī)范化的制作流程，也成為限制植物虛擬仿真效果提升的限制因素。

發(fā)明內(nèi)容

（一）要解決的技術(shù)問題

在本發(fā)明中，要解決的技術(shù)問題是如何提高植物葉片表觀紋理材質(zhì)信息采集的自動化程度。

（二）技術(shù)方案

為解決上述技術(shù)問題，提供了一種植物葉片表觀紋理材質(zhì)信息采集裝置，該裝置包括：

箱體，可閉合形成密閉空間，包括放置植物葉片的底板，以及與底板相接的側(cè)板與端板；

移動機構(gòu)，安裝在箱體上，包括位于底板上方的水平橫梁；

白光燈，安裝在水平橫梁下方，用于在底板上形成白光帶；

激光定位器，安裝在水平橫梁上，用于在白光帶上形成激光定位點；

照相設(shè)備，安裝在端板上，鏡頭對著底板放置植物葉片的區(qū)域。

優(yōu)選地，移動機構(gòu)還包括：

兩條滾珠絲杠導(dǎo)軌，平行于底板分別安裝在兩塊側(cè)板上，水平橫梁垂直安裝在兩條導(dǎo)軌上，可沿著導(dǎo)軌移動。

優(yōu)選地，移動機構(gòu)還包括：

兩條滾珠絲杠導(dǎo)軌的一端安裝步進電機，步進電機由電機驅(qū)動器驅(qū)動，電機驅(qū)動器由運動控制器控制。

優(yōu)選地，該裝置還包括：

底板包括“一”形孔和相對的“T”形孔，底板上布置有壓住植物葉片的壓線網(wǎng)。

優(yōu)選地，該裝置還包括：

標準材質(zhì)比對板，放置在底板上，位于植物葉片一側(cè)。

優(yōu)選地，該裝置還包括：

處理設(shè)備，連接到照相設(shè)備，

處理設(shè)備控制照相設(shè)備的拍攝開始時間、拍攝頻率和拍攝結(jié)束時間，

和/或，

處理設(shè)備存儲拍攝的照片并對照片進行處理得到植物葉片的表觀紋理材質(zhì)數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，白光燈被不透光外殼封閉，外殼在與底板相對的下方留有一條出射光線的狹縫。

優(yōu)選地，箱體下方安裝有可調(diào)節(jié)高度的升降支架。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種植物葉片表觀紋理材質(zhì)信息采集的方法，其特征在于，采用上述裝置，該方法包括：

將植物葉片放置底板上，照相設(shè)備的鏡頭對著植物葉片，閉合箱體形成封閉空間；

使用白光燈在底板上形成白光帶；

使用激光定位器在白光帶上形成激光定位點；

使用移動裝置將水平橫梁從箱體一端移動到另一端，照相設(shè)備以設(shè)定的頻率連續(xù)拍照。

優(yōu)選地，該方法還包括：

照相設(shè)備將連續(xù)拍得的照片傳送到處理設(shè)備，處理設(shè)備根據(jù)葉片每個點在不同照片上的輻照度，計算該點的反射率，從而獲得葉片表觀紋理材質(zhì)數(shù)據(jù)。

（三）有益效果

本發(fā)明采用移動支架、傳送機構(gòu)和白光燈和激光定位器，能連續(xù)獲得高質(zhì)量的植物葉片表觀紋理材質(zhì)圖像，提高了采集植物葉片表觀紋理材質(zhì)信息的標準化、自動化水平。同時，本發(fā)明降低了植物葉片表觀紋理材質(zhì)信息采集的人工成本和操作復(fù)雜度，對于提升植物三維虛擬仿真效果有著巨大的現(xiàn)實意義。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的植物葉片表觀紋理材質(zhì)信息采集裝置去掉上蓋的立體視圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的植物葉片表觀紋理材質(zhì)信息采集裝置去掉上蓋的平面視圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的植物葉片表觀紋理材質(zhì)信息采集裝置上蓋閉合時的立體視圖，其中升降支架被放大分離示出。

圖4是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的植物葉片表觀紋理材質(zhì)信息采集裝置的壓線網(wǎng)的平面視圖。

具體實施方式