CN211824553U - 蔬菜穴盘生长信息采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种蔬菜穴盘生长信息采集装置，包括暗箱，所述暗箱包括上层暗室和底层暗室，所述上层暗室和所述底层暗室之间设有隔板，所述上层暗室内设有光源组件，所述底层暗室内设有位于所述光源组件下方的称重组件，所述上层暗室内还设有位于所述光源组件四周的图像采集组件，所述光源组件、所述图像采集组件和所述称重组件均与控制处理单元连接。本实用新型采用上述结构的蔬菜穴盘生长信息采集装置，提高了温室蔬菜穴盘育苗的质量，实现蔬菜秧苗生长信息的快速检测和采集。

Description

蔬菜穴盘生长信息采集装置

技术领域

本实用新型涉及农业技术领域，特别是涉及一种蔬菜穴盘生长信息采集装置。

背景技术

茎粗、株高、叶面积是秧苗的重要生长信息指标，茎粗与株高的传统测量方法是采用米尺或游标卡尺测量，叶面积传统测量方法为采用纸称重法，这些测量方法费时、耗力、效率低，急需一种快速、高效、准确测量蔬菜秧苗生长信息的新方法。随着科学技术的发展，图像处理技术被越来越多的应用在作物的表型信息在线、快速检测中，成为获取作物生长信息的重要手段。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种蔬菜穴盘生长信息采集装置，提高了温室蔬菜穴盘育苗的质量，实现蔬菜秧苗生长信息的快速检测和采集。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种蔬菜穴盘生长信息采集装置，包括暗箱，所述暗箱包括上层暗室和底层暗室，所述上层暗室和所述底层暗室之间设有隔板，所述上层暗室内设有光源组件，所述底层暗室内设有位于所述光源组件下方的称重组件，所述上层暗室内还设有位于所述光源组件四周的图像采集组件，所述光源组件、所述图像采集组件和所述称重组件均与控制处理单元连接。

优选的，所述光源组件的灯架上设有LED灯组，所述灯架包括位于底板上方的四方体框架，所述灯架的顶部立柱和侧面立柱上均匀分布所述LED灯组。

优选的，所述图像采集组件包括采集相机和修正标尺，所述修正标尺包括支座和横梁，所述横梁固定在所述支座的滑道上，所述支座上滑道的两侧均设有刻度尺，所述横梁的上表面也设有刻度尺；所述采集相机位于所述上层暗室，并包括位于所述底板一侧的水平相机和位于所述称重组件上方的竖向相机。

优选的，所述称重组件包括位于支撑板上方的背景板和位于所述支撑板下方的样品托，所述背景板上设有与所述样品托连通的缺口，所述样品托下方设有连接传感器支架的称重传感器，所述支撑板的两侧设有挡板。

优选的，所述支撑板上设有用于所述背景板滑行的轨道，所述背景板为对称的分体结构，所述背景板的一侧设有连接步进电机的丝杠，所述丝杠所在直线方向与所述挡板所在的直线方向垂直。

优选的，所述背景板位于所述支撑板的中间位置，所述样品托位于所述背景板中间的下方，所述样品托为倒置的圆台结构。

优选的，所述控制处理单元包括位于所述底层暗室内的单片机控制器和与所述单片机控制器连接的处理机构。

优选的，所述隔板和所述底板上均设有与所述背景板连通的通孔。

优选的，所述暗箱的下方设有脚轮，所述脚轮的数量为4个，并均匀分布在所述暗箱的下方。

优选的，所述上层暗室的一侧设有侧开门，所述侧开门的宽度位于所述上层暗室宽度的一半。

因此，本实用新型采用上述结构的蔬菜穴盘生长信息采集装置，提高了温室蔬菜穴盘育苗的质量，实现蔬菜秧苗生长信息的快速检测和采集。

本实用新型专利具有如下技术优势：

1.结构简单，使用方便，能够快速获取蔬菜穴盘苗的株高、茎粗、投影面积、地上湿重信息。

2.通过株高、茎粗、投影面积、地上湿重信息快速获得秧苗的壮苗指数与干生物量信息。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1是本实用新型蔬菜穴盘生长信息采集装置实施例的示意图；

图2是本实用新型蔬菜穴盘生长信息采集装置中称重组件实施例的后视图；

图3是本实用新型蔬菜穴盘生长信息采集装置中称重组件实施例的正视图；

图4是本实用新型蔬菜穴盘生长信息采集装置中光源组件实施例的示意图；

图5是本实用新型蔬菜穴盘生长信息采集装置中修订标尺实施例的示意图；

图6是本实用新型蔬菜穴盘生长信息采集装置实施例的框图；

图7是本实用新型蔬菜穴盘生长信息采集装置实施例的流程图。

附图标记

1、控制处理单元；11、单片机控制器；2、光源组件；21、LED灯组；22、灯架；23、底板；3、称重组件；31、支撑板；32、轨道；33、背景板；34、样品托；35、挡板；36、称重传感器；37、传感器支架；38、步进电机；39、丝杠；4、图像采集组件；41、水平相机；42、竖向相机；43、修正标尺；44、支座；45、滑道；46、横梁；5、上层暗室；6、底层暗室；7、脚轮；8、侧开门；9、隔板。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步的说明。

图1是本实用新型蔬菜穴盘生长信息采集装置实施例的示意图，图2是本实用新型蔬菜穴盘生长信息采集装置中称重组件实施例的后视图，图3是本实用新型蔬菜穴盘生长信息采集装置中称重组件实施例的正视图，图4是本实用新型蔬菜穴盘生长信息采集装置中光源组件实施例的示意图，图5是本实用新型蔬菜穴盘生长信息采集装置中修订标尺实施例的示意图，图6是本实用新型蔬菜穴盘生长信息采集装置实施例的框图，图7是本实用新型蔬菜穴盘生长信息采集装置实施例的流程图，如图所示，一种蔬菜穴盘生长信息采集装置，包括暗箱，暗箱包括上层暗室5和底层暗室6，上层暗室5和底层暗室6之间设有隔板9，隔板9上设有与背景板33连通的通孔，保证底层暗室6的称重组件3与上层暗室5的光源组件2连通。暗箱的下方设有脚轮7，脚轮7的数量为4个，并均匀分布在暗箱的下方。光源组件2、图像采集组件4和称重组件3均与控制处理单元1连接。控制处理单元1包括位于底层暗室6内的单片机控制器11和与单片机控制器11连接的处理机构，处理机构为计算机等处理设备，控制处理单元1可以处理采集的数据信息。上层暗室5的一侧设有侧开门8，侧开门8的宽度位于上层暗室5宽度的一半，保证暗箱的性能。

上层暗室5内设有光源组件2，光源组件2的灯架22上设有LED灯组21，LED灯组21可以提供光源。灯架22包括位于底板23上方的四方体框架，底板23上设有与背景板33连通的通孔。灯架22的顶部立柱和侧面立柱上均匀分布LED灯组21，LED灯组21可以在各个角度均匀的发出光，保证测量数据的准确性。

底层暗室6内设有位于光源组件2下方的称重组件3，称重组件3可以称出重量。称重组件3包括位于支撑板31上方的背景板33和位于支撑板31下方的样品托34，背景板33上设有与样品托34连通的缺口，样品的下方位于样品托34中，其上方固定在背景板33上方。样品托34下方设有连接传感器支架37的称重传感器36，样品托34中的样品可以经过称重传感器36测量出。称重传感器36的规格为量程300g、精度0.01g的双极性称重传感器，配有专用变送器，获取蔬菜秧苗的重量信息。

支撑板31上设有用于背景板33滑行的轨道32，背景板33可以在轨道32上进行滑行。背景板33为对称的分体结构，背景板33的一侧设有连接步进电机38的丝杠39，丝杠39在步进电机38的作用下带动背景板33聚集或分开。背景板33位于支撑板31的中间位置，支撑板31的两侧设有挡板35，挡板35对背景板33具有限位功能，在丝杠39的作用下支撑板31可以分开到挡板35的极限位置，也可以闭合。丝杠39所在直线方向与挡板35所在的直线方向垂直，保证了丝杠39带动背景板33运动。在称重传感器36的称量端安装有放置样品的样品托34，并且样品托34位于背景板33中间的下方，样品托33为倒置的圆台结构，样品可以直接放在样品托33中，样品托33可以承载样品。

单片机控制器11主要用于步进电机38的驱动控制，控制背景板33的开合。背景板33的开合为图像采集提供较理想的背景，便于进行图像处理，使提取的秧苗生长信息更加准确。背景板33的开合由步进电机38驱动丝杠39，带动对称安装的背景板33的张开与闭合。当进行秧苗图像采集时，背景板33应处于闭合状态，除此之外，背景板33处于张开状态。

上层暗室5内还设有位于光源组件2四周的图像采集组件4，图像采集组件4包括采集相机和修正标尺43，单片机控制器11提供采集相机拍照的触发信号。采集相机位于上层暗室5，并包括位于底板23一侧的水平相机41和位于称重组件3上方的竖向相机42。修正标尺43包括支座44和横梁46，横梁46固定在支座44的滑道45上，支座44上滑道45的两侧均设有刻度尺，横梁46的上表面也设有刻度尺。

图像采集组件4的竖向相机42处于垂直向下的方位，用于获取蔬菜秧苗的投影面积参数，水平相机41处于水平方位，用于获取蔬菜秧苗的茎粗、茎长和株高等参数。根据蔬菜穴盘苗的株型参数的统计分析和相机参数，合理设计两个相机的相对位置。修正标尺43的设置可以提高采集信息的精度，修正标尺43由横梁46上水平刻度尺与支座44上竖直刻度尺两部分组成，水平刻度尺可上下移动，在横梁46上设有标定组件，用于标定俯视图像中物体的尺寸；支座44上滑道45的左右两侧标有竖直刻度，便于读取水平刻度尺所在高度。在进行样品图像采集时，需要水平刻度尺位于冠层的中间位置，并且不被叶片遮挡。

使用时，首先开启电源，使各个部件处于正常工作状态，光源组件2处于照明状态，背景板33张开。打开侧开门8，将穴盘苗放入样品托34中，使秧苗直立，并使秧苗的根部基质位于背景板33以下，调节修正标尺43高度到合适位置，关闭暗箱的侧开门8。

其次，操作控制处理单元1的处理机构(如计算机等设备)，进行整株秧苗连同基质的第1次称重，并控制背景板33关闭，当背景板33完全关闭后，单片机控制器11立即向处理机构发送一个触发相机拍照的信号，处理机构接收到触发信号后，立即控制相机采集秧苗的俯视图像和测试图像，依次完成图像保存和株高、茎粗、投影面积信息的提取。弹出“可以剪枝”窗口，弹出该窗口后，工作人员打开暗箱侧开门8，剪去秧苗的地上部分，该动作有效执行后，“可以剪枝”窗口自动关闭，此时采集完秧苗的地上湿重信息。

在弹出“可以剪枝”窗口后，处理机构立即向单片机控制器11发送背景板33张开信号，单片机控制器11接收到该信号后，控制步进电机38带动丝杠39转动打开背景板33。当处理机构处理图像完毕，一直循环扫描称重样品托的重量变化，与第1次称重信号作比较，通过设定重量变化的范围，并通过重量变化消抖功能，确定重量变化的稳定信号，该信息通过串口返回处理机构，即完成秧苗地上湿重的测量。

最后，应用软件将采集的株高、茎粗、投影面积和地上湿重信息带入提前植入到应用软件中的换算关系中，计算得出秧苗的干生物量与壮苗指数信息，应用软件保存秧苗的生长信息到文件中。

因此，本实用新型采用上述结构的蔬菜穴盘生长信息采集装置，提高了温室蔬菜穴盘育苗的质量，实现蔬菜秧苗生长信息的快速检测和采集。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本实用新型技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种蔬菜穴盘生长信息采集装置，其特征在于：包括暗箱，所述暗箱包括上层暗室和底层暗室，所述上层暗室和所述底层暗室之间设有隔板，所述上层暗室内设有光源组件，所述底层暗室内设有位于所述光源组件下方的称重组件，所述上层暗室内还设有位于所述光源组件四周的图像采集组件，所述光源组件、所述图像采集组件和所述称重组件均与控制处理单元连接。

2.根据权利要求1所述的一种蔬菜穴盘生长信息采集装置，其特征在于：所述光源组件的灯架上设有LED灯组，所述灯架包括位于底板上方的四方体框架，所述灯架的顶部立柱和侧面立柱上均匀分布所述LED灯组。

3.根据权利要求2所述的一种蔬菜穴盘生长信息采集装置，其特征在于：所述图像采集组件包括采集相机和修正标尺，所述修正标尺包括支座和横梁，所述横梁固定在所述支座的滑道上，所述支座上滑道的两侧均设有刻度尺，所述横梁的上表面也设有刻度尺；所述采集相机位于所述上层暗室，并包括位于所述底板一侧的水平相机和位于所述称重组件上方的竖向相机。

4.根据权利要求3所述的一种蔬菜穴盘生长信息采集装置，其特征在于：所述称重组件包括位于支撑板上方的背景板和位于所述支撑板下方的样品托，所述背景板上设有与所述样品托连通的缺口，所述样品托下方设有连接传感器支架的称重传感器，所述支撑板的两侧设有挡板。

5.根据权利要求4所述的一种蔬菜穴盘生长信息采集装置，其特征在于：所述支撑板上设有用于所述背景板滑行的轨道，所述背景板为对称的分体结构，所述背景板的一侧设有连接步进电机的丝杠，所述丝杠所在直线方向与所述挡板所在的直线方向垂直。

6.根据权利要求5所述的一种蔬菜穴盘生长信息采集装置，其特征在于：所述背景板位于所述支撑板的中间位置，所述样品托位于所述背景板中间的下方，所述样品托为倒置的圆台结构。

7.根据权利要求6所述的一种蔬菜穴盘生长信息采集装置，其特征在于：所述隔板和所述底板上均设有与所述背景板连通的通孔。

8.根据权利要求7所述的一种蔬菜穴盘生长信息采集装置，其特征在于：所述暗箱的下方设有脚轮，所述脚轮的数量为4个，并均匀分布在所述暗箱的下方。

9.根据权利要求8所述的一种蔬菜穴盘生长信息采集装置，其特征在于：所述上层暗室的一侧设有侧开门，所述侧开门的宽度位于所述上层暗室宽度的一半。

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