[實(shí)用新型]一種原位掃描裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320549590.4
• 申請日: 2013-09-05
• 公開（公告）號: CN203396712U
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 畢昆;何競澤;黃菲菲
• 申請（專利權(quán)）人: 畢昆
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84
• 代理公司: 北京修典盛世知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11424
• 代理人: 楊方成;劉立義

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及圖像數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域，具體涉及一種原位掃描裝置。

背景技術(shù)

越來越多的領(lǐng)域需要用到原位掃描裝置，例如，土壤分析、巖土分析、地質(zhì)考古、深層泥沼分析、植物根系研究等。尤其是植物根系的研究。植物根系對固定植株和獲得水分和養(yǎng)分起重要作用，但是土壤不可觀測性的限制，給根系生態(tài)學(xué)的研究帶來一定的困難。因此，找到原位觀察根系生長的方法對研究根系生態(tài)學(xué)就顯得尤為重要。目前植物根系原位掃描技術(shù)被認(rèn)為是研究根系生態(tài)學(xué)最有前途的方法。

但是，目前常用根系研究方法是洗根法，將根系從土壤中挖出來洗凈后用掃描儀進(jìn)行掃描測量。此方法在挖掘、洗根的過程中會(huì)造成根系位置的變化，結(jié)構(gòu)的損傷和斷裂。并且挖出植物根系后植物就會(huì)死亡，該方法不能連續(xù)測量。

中國實(shí)用新型專利申請?zhí)?01210231267.2公開了一種土壤栽培條件下采用植物生長室的方法測定植物的根系。該方法以放射狀透明容器為盆栽生長容器，每個(gè)分室間隔一定距離，然后通過相機(jī)將根系圖像拍攝下來后用圖片分析軟件統(tǒng)計(jì)根系特征。該方法的缺點(diǎn)也在于不是在土壤中原位進(jìn)行測量，植物根系生長被人為局限在一個(gè)非常狹窄空間中，不能真實(shí)反映出植物根系的生長狀態(tài)。

文獻(xiàn)期刊《生態(tài)學(xué)報(bào)》中論文《微根窗技術(shù)及其在植物根系研究中的應(yīng)用》提及了一種利用照相機(jī)連接控制盒和電腦拍攝地下根系的方法，但該方法必須連接電腦使用，不能適用于田間環(huán)境。另外在非常短的距離內(nèi)拍攝圖像會(huì)有嚴(yán)重的魚眼效益，導(dǎo)致圖像變形失真嚴(yán)重，致使獲得的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。

美國CID?Bio-Science,Inc公司生產(chǎn)的CI-600（http://www.cid-inc.com/cn/root-image/ci-600.php）植物根系原位掃描裝置由于機(jī)械結(jié)構(gòu)的原因不能完成完整的360度掃描，只能掃描到355度。因?yàn)樵贑I-600的掃描結(jié)構(gòu)中有一標(biāo)記起始點(diǎn)和終止點(diǎn)的標(biāo)記桿，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)從此桿的位置開始掃描，當(dāng)掃描接近一周后接近開關(guān)抵達(dá)此標(biāo)記桿而停止掃描，之后旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)再反向旋轉(zhuǎn)掃描，總之始終只能掃描355度的圖像，不能實(shí)現(xiàn)完整的一周掃描。CI-600的電路設(shè)計(jì)沒有考慮田間野外使用的環(huán)境要求，使用時(shí)必須連接電腦進(jìn)行工作，沒有電池供電，沒有文件存儲功能，致使操作者在野外必須攜帶筆記本工作，而筆記本的電池除了給筆記本供電以外還有為設(shè)備供電，實(shí)際工作時(shí)間非常短，完全不能滿足野外使用的要求。CI-600旋轉(zhuǎn)部件和固定部件之間有較大的縫隙，灰塵、土粒非常容易進(jìn)入從而導(dǎo)致不能工作和壽命縮短。

在松軟泥沼中對各層泥土取樣進(jìn)行研究往往也是有缺陷的，需要對各層泥沼中分布的沉積物進(jìn)行研究，以考察沉積年限、沉積過程，則需要沉積物保持在原位進(jìn)行掃描。打孔之后，泥土也會(huì)灌入孔中無法考察。有效的方法是插入透明管到泥沼中，形成圓筒狀，對泥沼的圓筒內(nèi)壁即透明管的外壁進(jìn)行圖像采集。對于需要原位考察的土壤研究、地殼考古，獲取原位圖像數(shù)據(jù)也是非常重要的。為了能夠獲取原位圖像數(shù)據(jù)，需要一種能夠在原位進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的設(shè)置。

為此，本實(shí)用新型提出一種原位掃描裝置，可用于在田間野外環(huán)境下在土壤中原位對植物根系進(jìn)行掃描測量，也可以用于泥沼、巖土、土壤、地質(zhì)等研究。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種原位掃描裝置，能夠持續(xù)獲取各種需要測量對象的圓筒形內(nèi)壁的圖案數(shù)據(jù)，初步處理、存儲并與其他終端交換數(shù)據(jù)。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種原位掃描裝置，其包括掃描裝置主體和連接桿，所述掃描裝置主體包括：

導(dǎo)向部，包括前導(dǎo)向部和后導(dǎo)向部，用于在向透明管中放置所述掃描裝置主體或從所述透明管中取出所述掃描裝置主體時(shí)引導(dǎo)所述掃描裝置主體；

掃描部，用于相對于所述導(dǎo)向部繞軸向轉(zhuǎn)動(dòng)，對所述透明管外壁進(jìn)行掃描并采集數(shù)據(jù)；

所述掃描部或所述導(dǎo)向部中設(shè)置有電機(jī)，該電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)所述掃描部相對于所述導(dǎo)向部轉(zhuǎn)動(dòng)；

所述連接桿與所述掃描裝置主體相連接，并在所述掃描裝置主體進(jìn)出所述透明管時(shí)牽引所述掃描裝置主體；

其特征在于，所述原位掃描裝置還包括設(shè)置在所述原位掃描裝置主體中的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括：中央處理器，用于所述控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)處理及各部件的控制；電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，該電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊以與所需要的分辨率相對應(yīng)的轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)所述電機(jī)。

進(jìn)一步，提供如上所述的原位掃描裝置，其特征在于，所述控制系統(tǒng)設(shè)置有通信模塊，該通信模塊用于通過有線或無線方式與外部終端實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。