[發明專利]一種小型植株三維表型性狀自動提取裝置

在審

• 申請號: 201711348163.9
• 申請日: 2017-12-09
• 公開（公告）號: CN107966442A
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 葉軍立;黃成龍;孫晉武;安夢蝶;耿顯希
• 申請（專利權）人: 武漢谷豐光電科技有限公司
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84;G01B11/06;G01B11/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于機器視覺檢測技術，具體涉及一種通過可見光成像技術對小型植株及苗期作物三維表型性狀自動提取的裝置。該發明可用在小型花類盆景及油菜棉花等作物苗期的三維表型性狀在線檢測平臺上，可自動重建得到小型植株及苗期作物的三維結構圖并獲取其三維表型性狀參數。適用于數字化園林藝術及農作物研究領域。

背景技術

植物表型性狀是由基因型和環境共同決定的，隨著植物基因組學測試的逐漸完成，表型組學越來越受植物研究人員的關注，而植物表型性狀研究在二維平面內研究已經日趨成熟，然而二維性狀研究對植物本身表型性狀研究缺少了很多三維信息，例如植物體的形態學結構性狀，植物葉片的厚度等性狀都是二維性狀研究內無法得到的，因此植物的三維性狀研究日益受到相關研究人員的關注和傾向。

傳統的植物表型研究大多都是依靠人工，通過人工測量的方法獲取植物的表型信息，這種傳統的方法非常耗費勞動力，人工成本太高，而且效率低下，對植株也有損傷，而且測量數據的準確性也依賴于測量人員的主觀意識。另外目前行業領域內常用的植株三維性狀研究方法，通常采用三維激光雷達或者CT 的方法，這兩種方法對植株的三維重建效果雖然比較好，但是成像單元價格非常昂貴，所以就急需一種成本低廉且能滿足相關科研人員要求三維成像裝置。

發明內容

本發明的目的就是為了克服人工測量的不足，提高測量效率，減少人工成本的投入，提供一種自動化、高效率、價格低廉的植株三維表型性狀提取的裝置。

本發明由斜視相機獲取旋轉臺上植株在每一個指定角度下的平面圖象，并通過上位機軟件對這些圖像進行三維重建，然后通過圖像處理軟件實現植株三維表型性狀參數的計算，獲取植株高度、葉片數、葉片面積、葉片顏色、莖稈分支數等性狀參數。

整個系統主要由上位機軟件、精密運動控制器、成像暗室3個功能模塊組成。

1)成像暗室：用于為采集菊花圖像提供一個穩定統一的環境，避免環境光以及其他因素對植株圖像采集造成干擾，成像暗室內配有圖像采集模塊、旋轉臺及視覺光源。

2)上位機軟件：用于上位機控制中心，通過上位機軟件來控制植株圖像的采集以及旋轉臺旋轉，另外上位機軟件中帶有植株三維重建模塊，可實現植株實時三維性狀重建。

3)精密運動控制器：用于接收上位機發送的控制指令，并通過指令對成像暗室中各個模塊做出相應的動作控制。

綜上所述，本發明所述的一種小型植株三維表型性狀自動提取裝置的技術特點包括：

1)自動采集每個角度下的植株圖像；

2)可實時得到植株的三維重建圖；

3)被測植株的成像角度可任意調節。

本發明的有益效果是：能夠快速的完成小型植株三維重建，然后通過圖像數據處理實現植株三維性狀參數的提取。

附圖說明

圖1一種小型植株三維表型性狀自動提取裝置示意圖。

圖2植株三維圖像采集上位機軟件界面。

圖1中1-上位機軟件，2-精密運動控制器，3-圖像采集模塊，4-載物旋轉臺，5-視覺光源，6-成像暗室，7-盆栽植株

具體實施方式

下面結合附圖及實施案例進一步說明本發明。

實施例：本發明所述的一種小型植株三維表型性狀提取裝置，包括上位機軟件1，用于植株圖像采集并實時進行三維圖像重建以及上位機控制和圖像數據處理；精密運動控制器2，用于接收上位機發送的控制指令，并根據指令對運動載物旋轉臺4做出相應的動作控制；成像暗室6，為植株圖像采集提供一個穩定的成像環境。

一種小型植株三維表型性狀自動提取裝置測量步驟如下：

01、將盆栽植株7搬至載物旋轉臺4上；

02、斜視相機3獲取植株在一定角度下的斜視圖像；

03、上位機軟件1對每一株植株獲取72張斜視圖像后及時進行三維重建得到植株的三維結構圖；

04、完成一個菊花樣品圖像采集，將樣品移除進行下一樣品檢測。