[發明專利]一種植物表型三維重構信息獲取裝置及其控制方法

在審

• 申請號: 201910011953.0
• 申請日: 2019-01-07
• 公開（公告）號: CN109738441A
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 李祥;劉寶花;王春穎
• 申請（專利權）人: 山東農業大學
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84;G01B17/06;G01B11/245;G01S17/89
• 代理公司: 濟南譽豐專利代理事務所(普通合伙企業) 37240
• 代理人: 李茜

本申請公開了一種植物表型三維重構信息獲取裝置及其控制方法,植物旋轉平臺固定設置在工作臺上，彎折型活動桿設置在工作臺的一側，彎折端平行對應植物旋轉平臺平面；活動桿對應工作臺的臺面的一側設置有深度信息傳感器，且與活動桿活動連接，活動范圍從彎折端到活動桿與工作臺的連接端，活動桿上設置有第一步進電機，植物旋轉平臺上設置有第二步進電機。深度信息傳感器可以在第一步進電機作用下沿著活動桿運動，實現對放置在植物旋轉平臺上的植物橫截面和冠層面的圖像采集。植物旋轉平臺又可以進行360°旋轉，進而可以采集到植物360度的多張植物橫截面和冠層面的圖像用于后期的植物表型三維重建，無需對每張照片再進行復雜的處理。

技術領域

本申請涉及植物三維重構技術領域，具體涉及一種植物表型三維重構信息獲取裝置及其控制方法。

背景技術

目前，植物表型組學作為減輕功能基因組學和植物育種研究之間的橋梁，植物表型相關特征與植物基因組和植物田間管理密切相關。植物表型特征參數的獲取一直是植物表型組學研究的第一步驟，也是關鍵步驟。傳統上，植物表型信息的獲取大都依靠人員手動測量，耗時費力，針對不同類型的植物，人員測量存在偶然性，測量數據的可靠性較低。

隨著技術的成熟，國內外的研究者針對植物類型與應用情況，研究出不同的表型平臺，如新傳感器模式的地面平臺，空中傳感器，室內的圖像傳感器平臺。針對于植物表型三維重構平臺，研究者們主要依靠圖像處理技術，利用不同類型的相機，建立單目或者雙目的視覺系統。此外，還研究出基于圖像技術與傳感器的高精度系統。

但是，現有技術中植物表型三維重構的系統或平臺一般將通過相機拍攝的多組植物的圖片進行繁瑣的處理，因此圖像處理的工作量非常大，對平臺控制器的計算處理能力要求極高。而且在處理過程中還需要從每一張圖像中獲取多張不同的界面圖，因此在一定程度上使得圖像處理的速度相對較慢，進而影響了植物的三維重構的速度。

發明內容

本申請為了解決上述技術問題，提出了如下技術方案：

第一方面，本申請實施例提供了一種植物表型三維重構信息獲取裝置,包括：工作臺、植物旋轉平臺、活動桿和控制器，其中：所述植物旋轉平臺固定設置在所述工作臺上，所述活動桿設置在所述工作臺的一側，且所述活動桿為彎折型活動桿，所述活動桿的彎折端平行對應所述植物旋轉平臺平面，所述控制器設置在所述工作臺的邊角處；所述活動桿對應所述工作臺的臺面的一側設置有深度信息傳感器，所述深度信息傳感器與所述活動桿活動連接，所述深度信息傳感器在所述活動桿上的活動范圍從所述彎折端到所述活動桿與所述工作臺的連接端，所述活動桿上設置有第一步進電機，所述第一步進電機用于驅動所述深度信息傳感器在所述活動桿上運動，所述植物旋轉平臺上設置有第二步進電機，所述第二步進電機用于驅動所述植物旋轉平臺旋轉運動，所述第一步進電機和所述第二步進電機均與所述控制器電連接。

采用上述實現方式，在活動桿上設置深度信息傳感器，且深度信息傳感器可以在第一步進電機作用下沿著活動桿運動，進而可以實現對放置在植物旋轉平臺上的植物橫截面和冠層面的圖像采集。植物旋轉平臺又可以在第二步進電機的作用下360°旋轉，進而可以通過深度信息傳感器采集到植物360度的多張植物橫截面和冠層面的圖像，通過采集的多張圖像即可實現后期的植物表型三維重建，則無需對每張照片再進行復雜的處理。

結合第一方面，在第一方面第一種可能的實現方式中，所述活動桿包括：下桿、曲型上桿、固緊軸和接近開關，所述下桿為橫截面是長方形的中空桿，所述曲型上桿的橫截面是凸字形，所述下桿一端固定設置在所述工作臺上，所述曲型上桿的下端嵌套設置在所述下桿的另一端，所述固緊軸與所述下桿的一側活動連接，所述固緊軸用于調節所述曲型上桿的高度；所述接近開關包括第一接近開關和第二接近開關，所述第一接近開關設置在所述曲型上桿靠近與所述下桿連接處，所述第二接近開關設置在所述曲型上桿與所述工作臺平行段靠近所述曲型上桿彎折點的位置。