CN204070043U - 一种用于研究根系三维构型的试验装置 - Google Patents

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陈苏英
马祥庆
江硕
吴鹏飞
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Abstract

本实用新型涉及一种用于研究根系三维构型的试验装置。该装置包括用于调节植物根系拍摄距离及角度的定距装置和图像采集装置；定距装置包括带刻度导尺和固定于该带刻度导尺一端的定距旋转平台，定距旋转平台包括一绕所述带刻度导尺一端旋转的活动转盘，活动转盘上设置有一置物台，该置物台放置有需观察根系的植物；图像采集装置包括一可相对所述带刻度导尺轴向滑动的拍摄平台及置于该拍摄平台上的单反数码相机，单反数码相机镜头沿着带刻度导尺的导向方向朝向所述植物，设置于该单反数码相机镜头前的无畸变相机镜头。本实用新型装置能够较精确的获取已取出根系或玻璃容器内水培苗根系的高分辨率图像，得到较精确的根系三维构型。

Description

一种用于研究根系三维构型的试验装置
技术领域
本实用新型属于根系三维构型观测技术的研究领域，主要涉及植物根系在土壤中的空间分布特征的研究，特别是一种用于研究根系三维构型的试验装置。
背景技术
植物根系构型是描述根系在土壤中形态、结构及空间分布特征的综合性概念，是决定植物根系分布及对土体觅养效率的重要因素。随着科学研究的深入，国内外学者对根系三维构型的观测进行了大量研究，但鉴于根系观测技术和方法的局限性，一直以来对植物根系的原位动态观测和三维空间重构是根系研究的一大难题。
目前进行根系构型的观测方法主要有美国的CID，EI-100等图像分析系统，根系三维图像的捕获技术以及自行开发的计算机图像分析软件都被用于根系图像的采集、处理、特征提取与分析处理等。但这些观测系统和软件安装复杂，操作繁琐，且对于植物整个三维构型的分析上有一定的难度，同时这些仪器在盆栽试验中搬运、安装和测定相对较困难，且像类似于微根管的图像获取技术，在一定程度上根管会阻碍根系的生长及延伸方向，且每次进行图像采集时都要寻找同一根系，限制了观测的准确性。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种结构简单，取材方便，制作和操作简单，易于携带的用于研究根系三维构型的试验装置。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种用于研究根系三维构型的试验装置，包括用于调节植物根系拍摄距离及角度的定距装置和用于采集植物根系图像的图像采集装置；所述定距装置包括带刻度导尺和固定于该带刻度导尺一端的定距旋转平台，所述定距旋转平台包括一绕所述带刻度导尺一端旋转的活动转盘，所述活动转盘上设置有一置物台，该置物台放置有需观察根系的植物；所述图像采集装置包括一可相对所述带刻度导尺轴向滑动的拍摄平台及置于该拍摄平台上的单反数码相机，所述单反数码相机镜头沿着带刻度导尺的导向方向朝向所述植物根系。
在本实用新型实施例中，所述图像采集装置还包括一设置于所述单反数码相机镜头前的无畸变相机镜头。
在本实用新型实施例中，所述活动转盘通过设置于所述定距旋转平台中心的转轴旋转；所述定距旋转平台还包括一用于限制所述转轴转动的旋转台固定板。
在本实用新型实施例中，所述拍摄平台通过设置于其下方的滑轮滑动；所述拍摄平台还包括一控制所述单反数码相机升降的升降台，以调节所述单反数码相机的拍摄高度。
在本实用新型实施例中，所述置物台边缘中心处设置有一纵向固定杆，所述纵向固定杆上设置有一可升降的悬臂杆，所述植物悬挂于所述悬臂杆上，且该植物悬立于所述置物台中心上方。
在本实用新型实施例中，所述置物台上放置有用于栽培植物的玻璃容器，所述玻璃容器包括盛有营养液的玻璃框和用于盖住所述玻璃框的玻璃盖，所述玻璃盖上设置有植物孔和通气孔，所述植物孔用于固定所述植物，并使所述植物的根系位于所述玻璃盖下方。
相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：本发明的装置能够较真实的重构根系的三维图像，从而达到定量研究植物根系三维构型的目的；特别的是本装置整体结构简单，取材方便，制作和操作简单，易于携带。
附图说明
图1 本实用新型一实施例试验装置结构示意图。
图2本实用新型另一实施例示意装置结构示意图。
图3 图2的俯视图。
图4 玻璃容器装置结构示意图。
图中：1-定距旋转平台，2-拍摄平台，3-带刻度导尺，4-单反数码相机，5-转轴，6-活动转盘，7-纵向固定杆，8-升降台，9-滑轮，10-植物，11-旋转台固定板，12-无畸变相机镜头，13-升降调节阀，14-橡皮筋，15-置物台，16-置物台中心，17-玻璃框，18-玻璃盖，19-植物孔，20-通气孔。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的技术方案进行具体说明。
如图1-3所示，本实用新型的一种用于研究根系三维构型的试验装置，包括用于调节植物根系拍摄距离及角度的定距装置和用于采集植物根系图像的图像采集装置；所述定距装置包括带刻度导尺3和固定于该带刻度导尺3一端的定距旋转平台1，所述定距旋转平台1包括一绕所述带刻度导尺3一端旋转的活动转盘6，所述活动转盘6上设置有一置物台15，该置物台15放置有需观察根系的植物10；所述图像采集装置包括一可相对所述带刻度导尺3轴向滑动的拍摄平台2及置于该拍摄平台2上的单反数码相机4（如Canon EOS 5D MarkⅢ），所述单反数码相机4镜头沿着带刻度导尺3的导向方向朝向所述植物根系。
所述图像采集装置还包括一设置于所述单反数码相机4镜头前的无畸变相机镜头12，该单反数码相机4还配置有快门线，以保证图像和现实比例按1:1进行重构；所述拍摄平台2通过设置于其下方的滑轮9滑动；所述拍摄平台2还包括一控制所述单反数码相机4升降的升降台8，以调节所述单反数码相机4的拍摄高度。
所述活动转盘6通过设置于所述定距旋转平台1中心的转轴旋转；所述定距旋转平台1还包括一用于限制所述转轴5转动的旋转台固定板11；所述单反数码相机4在定距旋转平台1的控制下从不同角度对根系的生长情况进行二维灰度影响的捕获，重构时需利用根系在不同角度的位置，达到真实还原的作用。
实施例一：
如图1所示，所述置物台15边缘中心处设置有一纵向固定杆7，所述纵向固定杆上设置有一可升降的悬臂杆（通过一升降调节阀13实现该悬臂杆的上下滑动），所述植物10悬挂于所述悬臂杆上，该植物通过橡皮筋14或其他固定方式来固定，且该植物10悬立于所述置物台中心16上方。
实施例二：
如图2-4所示，所述置物台15上放置有用于栽培植物的玻璃容器，所述玻璃容器包括盛有营养液的玻璃框17和用于盖住所述玻璃框17的玻璃盖18，所述玻璃盖18上设置有植物孔19和通气孔20，该通气孔20方便植物根系通气，所述植物孔19用于固定所述植物10，并使所述植物10的根系位于所述玻璃盖18下方。
以上是本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本实用新型技术方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于研究根系三维构型的试验装置，其特征在于：包括用于调节植物根系拍摄距离及角度的定距装置和用于采集植物根系图像的图像采集装置；所述定距装置包括带刻度导尺和固定于该带刻度导尺一端的定距旋转平台，所述定距旋转平台包括一绕所述带刻度导尺一端旋转的活动转盘，所述活动转盘上设置有一置物台，该置物台放置有需观察根系的植物；所述图像采集装置包括一可相对所述带刻度导尺轴向滑动的拍摄平台及置于该拍摄平台上的单反数码相机，所述单反数码相机镜头沿着带刻度导尺的导向方向朝向所述植物根系。
2.根据权利要求1所述的一种用于研究根系三维构型的试验装置，其特征在于：所述图像采集装置还包括一设置于所述单反数码相机镜头前的无畸变相机镜头。
3.根据权利要求1所述的一种用于研究根系三维构型的试验装置，其特征在于：所述活动转盘通过设置于所述定距旋转平台中心的转轴旋转；所述定距旋转平台还包括一用于限制所述转轴转动的旋转台固定板。
4.根据权利要求1所述的一种用于研究根系三维构型的试验装置，其特征在于：所述拍摄平台通过设置于其下方的滑轮滑动；所述拍摄平台还包括一控制所述单反数码相机升降的升降台，以调节所述单反数码相机的拍摄高度。
5.根据权利要求1所述的一种用于研究根系三维构型的试验装置，其特征在于：所述置物台边缘中心处设置有一纵向固定杆，所述纵向固定杆上设置有一可升降的悬臂杆，所述植物悬挂于所述悬臂杆上，且该植物悬立于所述置物台中心上方。
6.根据权利要求1所述的一种用于研究根系三维构型的试验装置，其特征在于：所述置物台上放置有用于栽培植物的玻璃容器，所述玻璃容器包括盛有营养液的玻璃框和用于盖住所述玻璃框的玻璃盖，所述玻璃盖上设置有植物孔和通气孔，所述植物孔用于固定所述植物，并使所述植物的根系位于所述玻璃盖下方。
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