CN209745229U - 一种植物三维表型测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种植物三维表型测量装置，包括顶部带有光源的暗室和PLC控制器；所述暗室内的顶部和底部分别设置一水平移动机构，顶部的水平移动机构上安装一顶位图像采集组件；底部的水平移动机构上安装放置待测植物的旋转盘，该旋转盘绕竖直轴旋转；所述暗室内还设置有至少一个升降机构，升降机构上安装有沿升降机构上下移动的正位图像采集组件；所述的光源、水平移动机构、升降机构和旋转盘与PLC控制器电性连接，并由PLC控制器控制。本实用新型技术方案为自动化、高效率、标准化的植物三维表型测量装置。可以提高获取三维重建所需图片的质量和效率，使三维重建的结果能够在不同课题组之间比较。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种植物测量装置，具体涉及一种植物三维表型测量装置，属于智慧农业领域。
背景技术
植物的三维结构是最重要的功能性状之一，是分子育种和栽培管理中最核心的要素之一。植物三维结构的测量可以采用激光雷达、三维激光扫描仪、立体相机等技术，但这些技术往往价格昂贵，难以大规模普及使用。
随着人工智能技术的快速发展，已经可以通过对植物多角度拍照的方式结合深度学习来实现植物三维结构的重建，进而提取有价值的表型参数。但传统的人工多角度拍照的方式耗费大量人工，且不能完全保障所拍摄图片的质量。照片曝光受拍摄环境的光质光强影响，同样的植物在不同的光环境下拍摄的照片质量不同。为了使拍摄的植物图片质量统一，就需要人为创造合理、可重复的人工光环境。
为了提高获取三维重建所需图片的质量和效率，使三维重建的结果能够在不同课题组之间比较，迫切需要搭建一套自动化、高效率、标准化的植物三维表型测量装置。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了提供一种植物三维表型测量装置，以解决现有技术的上述问题。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的。
一种植物三维表型测量装置，包括顶部带有光源的暗室和PLC控制器；所述暗室内的顶部和底部分别设置一水平移动机构，顶部的水平移动机构上安装一顶位图像采集组件；底部的水平移动机构上安装放置待测植物的旋转盘，该旋转盘绕竖直轴旋转；所述暗室内还设置有至少一个升降机构，升降机构上安装有沿升降机构上下移动的正位图像采集组件；所述的光源、水平移动机构、升降机构和旋转盘与PLC控制器电性连接，并由PLC控制器控制。
所述升降机构是由精密滚珠丝杆、直线导轨组成和步进电机组成，半防尘结构，可带动正位相机在垂直方向精准位移。
所述旋转盘是由精密蜗轮蜗杆结构和步进电机组成，可带动植株任意角度旋转，可长时间工作，也可带动植株精准定位。
所述的底部安装有四个脚轮，整体结构简单方便移动。
所述的图像采集组件包括CCD相机、存储单元和信号传输模块。图像采集模块用于植株图像采集以及存储；PLC控制器控制旋转盘和升降机构的运动，光源的开关及光强，以及图像采集模块的拍摄；暗室为采集工作提供一个稳定统一的环境。
所述的暗室为表型采集提供稳定统一的环境，避免环境光以及其他因素对植株图像采集造成干扰，箱体由铝型材及铝塑板搭建而成。
所述的光源为图像采集提供必要的光源，光源位置在箱体顶部可任意调节，开关及光强都可通过PLC来控制。
图像采集模块由正位相机和顶位相机组成，其中正位相机高度可通过PLC控制升降机构调节，顶位相机角度可通过移动型材横梁来调节。
PLC可控制旋转盘的转速及方向，可编程旋转盘每转一定角度图像采集模块获取一张植株图像，也可调节升降机构的高度来适应不同高度的植株。
本实用新型技术方案为自动化、高效率、标准化的植物三维表型测量装置。可以提高获取三维重建所需图片的质量和效率，使三维重建的结果能够在不同课题组之间比较。
附图说明
本实用新型的上述的以及其它的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：
图1为本实用新型的一个实施例的植物三维表型测量装置结构示意图。
图中，1、暗室；2、光源；3、水平移动机构；4、升降机构；5、顶位图像采集组件；6、正位图像采集组件；7、旋转盘；8、PLC控制器。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述地其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。
如图1所示的一种植物三维表型测量装置，包括顶部带有光源2的暗室1 和PLC控制器8；所述暗室1内的顶部和底部分别设置一水平移动机构3，顶部的水平移动机构3上安装一顶位图像采集组件5；底部的水平移动机构3上安装放置待测植物的旋转盘7，该旋转盘7绕竖直轴旋转；所述暗室1内还设置有至少一个升降机构4，升降机构4上安装有沿升降机构4上下移动的正位图像采集组件6；所述的光源2、水平移动机构3、升降机构4和旋转盘7与PLC控制器8 电性连接，并由PLC控制器8控制。
所述升降机构4是由精密滚珠丝杆、直线导轨组成和步进电机组成，半防尘结构，可带动正位相机在垂直方向精准位移。
所述旋转盘7是由精密蜗轮蜗杆结构和步进电机组成，可带动植株任意角度旋转，可长时间工作，也可带动植株精准定位。
所述的底部安装有四个脚轮，整体结构简单方便移动。
所述的图像采集组件包括CCD相机、存储单元和信号传输模块。图像采集模块用于植株图像采集以及存储；PLC控制器控制旋转盘和升降机构的运动，光源的开关及光强，以及图像采集模块的拍摄；暗室为采集工作提供一个稳定统一的环境。
所述的暗室为表型采集提供稳定统一的环境，避免环境光以及其他因素对植株图像采集造成干扰，箱体由铝型材及铝塑板搭建而成。
所述的光源为图像采集提供必要的光源，光源位置在箱体顶部可任意调节，开关及光强都可通过PLC来控制。
所述的正位图像采集组件的高度可通过PLC控制升降机构调节，所述的顶位图像采集组件角度可通过移动型材横梁来调节。
小型植株表型采集装置采集步骤如下：
将盆栽植株搬至旋转盘上，调节好图像采集模块的高度和角度，设定PLC来控制旋转盘每转一定角度图像采集模块就会获取一张图像。旋转一周，一盆植株的采集工作完成，将植株移除更换下一植株继续采集。所有采集工作完成后将图像传输到电脑上，通过图像处理软件来获得三维重建。
本实用新型的有益效果是：能够快速的完成小型植株表型采集，然后通过图像数据处理实现植株三维性状参数的提取。
本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本实用新型权利要求所界定的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种植物三维表型测量装置，其特征在于：包括顶部带有光源的暗室和PLC控制器；所述暗室内的顶部和底部分别设置一水平移动机构，顶部的水平移动机构上安装一顶位图像采集组件；底部的水平移动机构上安装放置待测植物的旋转盘，该旋转盘绕竖直轴旋转；所述暗室内还设置有至少一个升降机构，升降机构上安装有沿升降机构上下移动的正位图像采集组件；所述的光源、水平移动机构、升降机构和旋转盘与PLC控制器电性连接，并由PLC控制器控制。
2.根据权利要求1所述的一种植物三维表型测量装置，其特征在于：所述升降机构是由精密滚珠丝杆、直线导轨组成和步进电机组成。
3.根据权利要求1所述的一种植物三维表型测量装置，其特征在于：所述旋转盘是由精密蜗轮蜗杆结构和步进电机组成。
4.根据权利要求1所述的一种植物三维表型测量装置，其特征在于：所述的底部安装有四个脚轮。
5.根据权利要求1所述的一种植物三维表型测量装置，其特征在于：所述的图像采集组件包括CCD相机、存储单元和信号传输模块。
6.根据权利要求1所述的一种植物三维表型测量装置，其特征在于：所述的暗室由铝型材及铝塑板搭建而成。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201920706744.3U CN209745229U (zh) | 2019-05-16 | 2019-05-16 | 一种植物三维表型测量装置 |
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Publications (1)
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| CN209745229U true CN209745229U (zh) | 2019-12-06 |
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN209745229U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111189415A (zh) * | 2020-01-10 | 2020-05-22 | 华中科技大学鄂州工业技术研究院 | 一种基于线结构光的多功能三维测量重建系统及方法 |
| CN111561870A (zh) * | 2020-05-29 | 2020-08-21 | 神华准格尔能源有限责任公司 | 获取室外植物表型数据的方法和系统 |
| CN111951382A (zh) * | 2020-08-11 | 2020-11-17 | 哈尔滨理工大学 | 一种基于深度学习的三维重建信息处理设备 |
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2019
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| CN111189415B (zh) * | 2020-01-10 | 2021-11-09 | 华中科技大学鄂州工业技术研究院 | 一种基于线结构光的多功能三维测量重建系统及方法 |
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