[發明專利]一種田間小麥圖像采集設備

在審

• 申請號: 202011591299.4
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112610828A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 馬淏;趙文昊;姬江濤;李納納;李康
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: F16M11/04
• 分類號: F16M11/04;F16M11/10;F16M11/16;F16M11/18;F16M11/42;G03B17/56;F16F15/067;F16F15/08
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 陳曉輝

本發明涉及一種田間小麥圖像采集設備。田間小麥圖像采集設備包括支撐架和設置在支撐架上的行走裝置、圖像采集裝置、背景板和控制系統，行走裝置可帶動支撐架向前移動，圖像采集裝置包括相機，控制系統包括控制驅動電機啟停的行走控制單元和控制相機對小麥植株圖像進行采集的圖像采集控制單元，背景板與相機在左右方向上相對布置，以通過相機采集小麥植株的側部圖像，從而通過采集到的圖像獲取到較多的小麥表形參數信息，另外背景板用于分隔背景，減少其他行小麥對當前行小麥圖像采集的干擾，通過本發明的田間小麥圖像采集設備可在相機與背景板的作用下提高小麥側部圖像的采集工作效率，便于后續對圖像的處理和對小麥表型參數的提取。

技術領域

本發明涉及一種田間小麥圖像采集設備。

背景技術

小麥的主要表型參數有葉數、葉傾角、葉面積、株高、分蘗數、穗長、穗粒等。小麥的表型與農作物的生長狀況和產量息息相關，所以在培育高產新型小麥品種時，小麥的表型是一項十分重要的研究內容。

目前，針對田間小麥表型的獲取裝置大致可分為三類。一是采用無人機或是基于遙感技術對大片田間作物進行采集，雖然效率較高，但無法獲取小麥的結構及生長特性的信息；二是采用軌道式采集裝置，需在采集區域上方安裝軌道，針對一片區域進行采集，局限性較高且造價昂貴；三是使用田間自走設備，但目前面向田間的自走式設備體型較小，無法采集較高的小麥，而大型的設備需要借助人力，自動化程度較低。

授權公告號為CN209656661U、授權公告日為2019年11月19日的實用新型專利文件中公開了一種田間小麥高通量表型信息獲取裝置。該裝置通過電機控制車輪在小麥行間的空白地中行走，通過朝下的紅外測距傳感器對每行小麥的株高進行檢測，采用數字相機和高光譜儀以分別獲得小麥植株的圖像和和光譜信息，以對小麥穗數和小麥的感病程度進行檢測，可實現對較高小麥植株圖像的采集，但是由于采集小麥植株圖像的數字相機的鏡頭朝下設置，只能夠采集到小麥植株的俯視圖像信息，而從俯視圖像中只能獲得小麥植株分蘗數、葉面積等有限的表型參數，不能夠獲取小麥葉數、葉傾角、穗長、穗型參數信息。

發明內容

本發明的目的在于提供一種田間小麥圖像采集設備，以解決現有技術中小麥圖像采集設備所能獲取的小麥表型參數有限的技術問題。

本發明的田間小麥圖像采集設備采用如下技術方案：

田間小麥圖像采集設備，包括：

支撐架，用于支撐在地面上；

行走裝置，可帶動支撐架移動；

圖像采集裝置，設置在支撐架上，包括相機，相機用于采集小麥植株的圖像信息；

控制系統，固定在支撐架上，包括行走控制單元和圖像采集控制單元，行走控制單元控制行走裝置啟停，圖像采集控制單元控制相機對小麥植株圖像的采集；

背景板，設置在支撐架上，在前后方向上延伸，且與相機鏡頭在左右方向上相對布置，用于分隔背景，以在小麥植株圖像信息采集時減少其他行小麥對當前行小麥的干擾；

本發明的有益效果是：本發明的田間小麥圖像采集設備中，通過行走控制單元控制行走裝置的啟停，從而控制支撐架在麥田中行走，通過圖像采集裝置中的相機采集小麥植株圖像，在采集小麥植株圖像的過程中，相機鏡頭與背景板在左右方向上相對布置，可通過相機采集到小麥植株的側部圖像，以便于通過采集到的圖像獲取到較多的小麥表型參數信息；另外背景板分隔背景可減少其他行小麥對當前行小麥的干擾，以便于后續對圖像的處理和對小麥表型參數的提取，提高圖像采集工作效率。

進一步地，相機相對支撐架的位置可調，圖像采集裝置包括固定在支撐架上的滑軌和設置在滑軌上的滑臺，滑臺與滑軌導向滑動配合，相機安裝在滑臺上，可通過滑臺在滑軌上的導向滑動調節相機的位置。

其有益效果是：上述圖像采集裝置的結構可滿足相機相對支撐架的位置可調，從而便于在一定成像區域范圍內選取適合成像的合適植株，并且還可通過相機在支撐架上位置的調節適應不同高度或不同行距的小麥植株，使所采集的小麥植株位于相機的成像范圍內。