CN101979960A - 一种基于激光和图像的叶面积测量装置 - Google Patents

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王定成
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Abstract

本发明公布了一种基于激光和图像的叶面积测量装置，包括数码相机、叶片夹、激光测距仪、计算机、RS-232接口线、USB接口线、固定架和集成开关，其中数码相机和激光测距仪固定于固定架上，集成开关设置于固定架的手把上并分别与数码相机和激光测距仪的开关连接，数码相机通过USB接口线与计算机相连，激光测距仪通过RS-232接口线与与计算机相连。本发明可以针对测量作物叶片的特定环境，根据光学成像的原理，采用距离作为确定像素点代表的面积，设备简单、操作方便、受环境影响小；所采用的装置便于携带，便于作物的活体测量，避免由于破坏性测量影响作物的生长。

Description

一种基于激光和图像的叶面积测量装置 
技术领域
本发明属于温室环境作物生长信息测量领域，涉及一种基于激光和图像的测量装置。 
背景技术
作物叶面积参数是一项重要的作物生长参数，利用该参数可计算作物的用水量、蒸腾作用及产量等，因此利用叶面积参数可分析植物的生长状况，建立植物生长模型，进一步掌握植物叶片的生长规律，对于指导生产，制定高产优质高效栽培技术措施具有积极的意义。目前叶面积测量方法主要有叶片称重法、方格法、回归方程法、叶面积仪法、数字图像法等。称重法、方格法测量准确度较高，但是需要将叶片采摘下来称重，从而对作物的破坏很大，影响作物的正常生长。回归方程法就是利用直尺测量出作物的叶宽和叶长，然后采用诸如称重法等方法测量出其实际面积，建立叶片面积值和叶宽、叶长及叶长宽乘积的回归方程，从而就可以根据测量叶宽和叶长计算出出叶片的面积。当只对某一种作物进行测量时，叶片的长宽跟叶面积确实有很大的相关性，但是不同的作物品种仅通过测量叶片长宽无法准确测量出叶片面积。 
数字图像法就是通过统计叶片图像的象素数折算出叶片面积，这个方法的前提是必须知道图像中每个象素点所代表的实物面积。两种测量方法能得出叶片图像的象素点折算出的实际面积值，一种是基于测量系统标定测量，另一种是基于参照物标定测量。基于系统标定测量方法要求测量前对系统必须进行标定，而且当测量环境发生变化时需要重新对系统进行标定，不过此方法测量精度高，但是缺乏灵活性与实用性。基于参照物标定测量方法简单方便，操作灵活，但对参照物要求严格，参照物的面积直接影响叶面积测量值。 
发明内容
技术问题 
本发明目的是针对现有技术存在的图像叶片面积测量技术中标定技术与装置复杂，不易活体测量，而在温室生产环境下，采用激光测量距离，并通过所测得的距离来确定实际图像像素点所代表的面积来测量活体叶片的面积，通过单位土地上的总叶面积就可以求出叶面积指数。所采用的装置操作简单，可以避免外界环境的干扰影响测量的精度。 
技术方案 
本发明为实现上述目的，采用如下技术方案： 
本发明一种基于激光和图像的叶面积测量装置，包括数码相机、叶片夹、激光测距仪、计算机、RS-232接口线、USB接口线、固定架和集成开关，其中数码相机和激光测距仪固定于固定架上，集成开关设置于固定架的手把上并分别与数码相机和激光测距仪的开关连接，数码相机通过USB接口线与计算机相连，激光测距仪通过RS-232接口线与与计算机相连。 
优选地，所述叶片夹上下为剪刀状，叶片夹的夹子为十字形，叶片夹底部托夹为白色背景底部。 
优选地，所述叶片夹的十字形压片夹的材料采用白色塑料材料。 
优选地，所述数码相机平面与被测叶片平面平行。 
有益效果 
本发明可以针对测量作物叶片的特定环境，根据光学成像的原理，采用距离作为确定像素点代表的面积，可以克服现有叶片面积测量需要标定而带来的设备复杂、操作不方便、受环境影响测量等问题；所采用的装置便于携带，便于作物的活体测量，避免由于破坏性测量影响作物的生长；叶片夹制作成剪刀状便于单手操作，十字形可以在保持叶片展开的时候而不至于遭到损坏，反光强的背景板和十字形压片夹便于检测；通过单位土地上的总叶面积就可以求出叶面积指数。 
附图说明
图1；本发明的整体结构图 
图2；叶片夹结构图 
图3；本发明工作流程图 
具体实施方式
如图1至图3所示，一种基于激光和图像的测量叶片面积的装置，它是由数码相机1、叶片夹2、激光测距仪3、计算机4、RS-232接口线5、USB接口线6、固定数码相机与激光测距仪的固定架7、数码相机与激光测距仪的集成开关8、叶面积测量软件9组成。叶片夹2是为了使叶子伸展开，用左手手持叶片夹，叶片夹上下为剪刀状，压片夹子为十字形，底部托夹为白色背景底部，十字形压片夹的材料采用反光强度较强的白色材料，便于在图像处理中检测到干扰物，从而可以进行填充；数码相机1和激光测距仪3固定在固定架7上，数码相机1通过USB接口线6与计算机4相连，激光测距仪3通过RS-232接口线5与计算机相连，按下集成开关8就可以同时采集叶片图片和距离，叶面积测量软件9根据距离就可以算出叶片的面积；数码相机与激光测距仪的集成开关8与激光测距仪3和数码相机的开关相连，安装在固定数码相机与激光测距仪的固定架7的手把上，便于操作；数码相机1平面与被测叶片平面平行。 

Claims (4)

1.一种基于激光和图像的叶面积测量装置，其特征在于包括数码相机(1)、叶片夹(2)、激光测距仪(3)、计算机(4)、RS-232接口线(5)、USB接口线(6)、固定架(7)和集成开关(8)，其中数码相机(1)和激光测距仪(3)固定于固定架(7)上，集成开关(8)设置于固定架(7)的手把上并分别与数码相机(1)和激光测距仪(3)的开关连接，数码相机(1)通过USB接口线(6)与计算机(4)相连，激光测距仪(3)通过RS-232接口线(5)与与计算机(4)相连。
2.根据权力要求1所述的一种基于激光和图像的叶面积测量装置，其特征在于所述叶片夹(2)上下为剪刀状，叶片夹(2)的夹子为十字形，叶片夹(2)底部托夹为白色背景底部。
3.根据权力要求2所述的一种基于激光和图像的叶面积测量装置，其特征在于所述叶片夹(2)的十字形压片夹的材料采用白色塑料材料。
4.根据权力要求1所述的一种基于激光和图像的叶面积测量装置，其特征在于所述数码相机(1)平面与被测叶片平面平行。
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