CN203100701U - 便携式非接触叶面积测量仪 - Google Patents

Abstract

一种便携式非接触叶面积测量仪，它是通过CCD采集叶片图像，利用DSP图像处理算法测出叶面积。该仪器成本较低，操作简便，适合于现场非接触高精度叶面积测量。

Description

便携式非接触叶面积测量仪

技术领域：

本实用新型涉及一种非接触叶面积测量装置，具体地说是一种便携式非接触叶面积测量仪器。

背景技术：

植物叶面积测量方法常用的有光电法、数字图像法等。专利200920244626.1公开了一种活体叶面积测试仪，该仪器采用红外发光接收对管光电扫描进行面积累加，需要接触叶片。专利201010500076.2公开了一种基于激光和图像的叶面积测量装置，其使用数码相机拍摄叶片照片，用激光测距仪标定图像像素所代表的叶片面积，该装置标定误差较大，使用计算机处理数码相机图片，不便于农业现场使用。

发明内容：

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足而提供一种便携式非接触叶面积测量仪器。该仪器采用CCD和单片DSP微处理器进行非接触测量，测量精度高，操作简便，便于携带。

本实用新型的技术方案：

通过投影平行激光点到被测物表面，CCD采集两光点和叶片图像，DSP对图像进行处理，由光点图像作像素尺寸标定，计算叶片面积。

DSP可采用TMS320DM642芯片，利用灰度重心算法计算光斑中心，再计算叶面积大小。

本仪器的测量结果还可通过有线或无线方式传输到数据存储器或数据库中。

本实用新型的有益效果是：与已有技术相比，本实用新型是一种基于CCD和DSP的便携式非接触测量仪器，采用通常的图像处理程序，算法简单，测量精度高，操作简便，携带方便，成本非常有限。

附图说明：

图1是本实用新型的结构示意图。

图中标记：1激光管，2CCD,3DSP图像处理器，4液晶屏，5外壳，6叶片。

具体实施方式：

如图1所示，便携式非接触叶面积测量仪器。包括1激光管，2CCD,3DSP图像处理器，4液晶屏，5外壳，6叶片。

所述的激光管1发出两条平行激光，固定在外壳5上。

所述的DSP图像处理器3可以采用基于TMS320DM642芯片的嵌入式DSP，测量结果显示在小尺寸液晶屏4上，便于测量装置仪器化。测量结果还可通过DSP的串行通信接口以有线或无线方式传输到数据存储器或数据库中，如接串口USB模块可记录在U盘文件上，接串口SD模块可记录在SD卡文件上，接串口无线模块可与服务器数据库无线连接，也可以通过DSP的网络接口连接到网上。

激光管1发出650nm波长的平行光，入射到叶片表面上，CCD2采集图像，DSP图像处理器3计算叶片6面积大小。测量原理如下：

如图1所示，设两激光点距离为d，光点在图像上间距像素为s，叶片在图像上像素为a，则有叶面积b计算公式：b=（a*d*d)/(s*s).

其中像素a由程序计数得到，间距s由图像处理程序得到，采用灰度重心公式：

$x_c=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{i_0}^{i_f}{\mathrm{\Σ}}_{j_0}^{j_f}j(T-f_{\mathrm{ij}})}{{\mathrm{\Σ}}_{i_0}^{i_f}{\mathrm{\Σ}}_{j_0}^{j_f}(T-f_{\mathrm{ij}})}$

$y_c=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{i_0}^{i_f}{\mathrm{\Σ}}_{j_0}^{j_f}i(T-f_{\mathrm{ij}})}{{\mathrm{\Σ}}_{i_0}^{i_f}{\mathrm{\Σ}}_{j_0}^{j_f}(T-f_{\mathrm{ij}})}$

式中T是光点图像灰度阈值，f是各像素点的灰度值，x和y是光点灰度中心坐标。两光点灰度重心坐标之差即为间距s。

灰度重心算法精度是0.02像素，如图像处理系统中每像素对应0.1毫米，本装置光点标定精度为0.002毫米。

Claims (2)

1.一种便携式非接触叶面积测量仪，其特征是：外壳（5）上装有激光管（1），一侧嵌有液晶屏（4），另一侧固定CCD（2），外壳（5）内部有DSP图像处理器（3），激光管（1）发出两条平行光，入射到叶片（6）上，DSP图像处理器（3）计算叶片（6）面积大小。

2.根据权利要求1所述的一种便携式非接触叶面积测量仪，其特征在于：测量结果还可通过有线或无线方式传输到数据存储器或数据库中。

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