CN217721301U - 一种植株成像装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种植株成像装置，包括一框架，所述框架中部设置有水平置物台，框架上还设置有后侧板、左侧板和右侧板；所述框架上方安装有罩体，所述罩体顶部安装有拍照模块；所述框架内还安装有全局光源。本实用新型植株成像装置，用于对作物植株进行拍照处理，拍照装置固定，光线条件标准统一，获取的植株图片大小、颜色标准统一，便于图像处理程序进行处理，获取统一标准的作物考种信息。

Description

一种植株成像装置

技术领域

本实用新型属于作物考种技术领域，涉及作物室内考种设备。

背景技术

作物考种是作物栽培中产量因子分析的基础，是作物育种中单株比较和决选的重要依据，也是作物种子生产中去杂的重要依据。

大豆室内考种项目包括：株高、结荚高度、主茎节数、分枝数、单株荚数、三粒荚数、四粒荚数、单株粒数、单株生产力、百粒重、完全粒率、虫食率、病斑粒率、未成熟粒率等。

禾本科作物室内考种项目包括有效穗数、穗长、每穗总粒数、每穗实粒数、结实率、水分、千粒重等。

不同的作物在考种项目上会有一定的差异，但都具有同一个特点，就是考种材料数量庞大。

传统的考种工作完全依赖于人工完成，考种效率低，种质资源与考种信息容易混淆，导致考种工作出现重大失误。

现有技术中也出现了人工对单粒或多粒子实图像进行采集，即人工使用相机对子实进行拍摄，以获取其图像，然后用计算机进行处理，识别图像中植株的表型数据。但该方式并不能从根本上解决考种效率低、考种信息不准确的问题。

为解决上述技术问题，现有技术中出现了一种大豆植株考种仪，该考种仪包括外壳、旋转盘、固定盘、支撑杆、电机，所述旋转盘固定连接在所述外壳上，所述固定盘通过所述支撑杆与所述旋转盘固定连接，所述电机固定连接于所述外壳的内部，并与所述旋转盘相互之间固定连接；当所述电机转动时，可带动所述旋转盘旋转，进而通过所述支撑杆带动所述固定盘同步旋转。

在实现本实用新型过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下技术问题中的一个问题：

1、在拍摄时，需要使用支撑杆固定植株，植株的固定和拆解，拍摄工作较为繁琐；

2、对每棵植株进行动态拍摄，生成大量图像数据，图像分析工作大，对数据储存器和处理器要求高，数据分析时间长；

3、现有考种设备在开放环境中进行拍摄，易受环境光线的影响，影响植株颜色分析结果的准确性。

发明内容

鉴于此，本实用新型目的在于提供一种标准化的植株成像装置，统一成像标准，使用该成像装置能够提升植株成像和作物考种效率，增加作物考种准确度。

发明人通过长期的探索和尝试，以及多次的实验和努力，不断的改革创新，为解决以上技术问题，本实用新型提供的技术方案是，提供一种植株成像装置，包括一框架，所述框架中部设置有水平置物台，框架上设置有后侧板、左侧板和右侧板；所述框架上方安装有支架，所述支架上安装有拍照模块；所述框架内还安装有全局光源。

根据本实用新型植株成像装置的一个实施方式，所述拍照模块位于所述置物台中心正上方。

根据本实用新型植株成像装置的一个实施方式，所述后侧板上设置有吸光表面。

根据本实用新型植株成像装置的一个实施方式，所述置物台上设置有背景幕布。

根据本实用新型植株成像装置的一个实施方式，所述框架上还安装有机箱，所述机箱内设置有处理器和储存器。

根据本实用新型植株成像装置的一个实施方式，所述框架上还安装有二维码识别模块，所述二维码识别模块与所述处理器连接。

根据本实用新型植株成像装置的一个实施方式，所述框架上还安装有操作模块，所述操作模块设置有拍照按钮。

根据本实用新型植株成像装置的一个实施方式，所述后侧板上安装有显示模块；或者所述框架还包括前门板，所述前门板上安装有显示模块；所述显示模块与所述处理器和拍照模块连接。

根据本实用新型植株成像装置的一个实施方式，所述置物台的上方或下方安装有重量测量模块。

根据本实用新型植株成像装置的一个实施方式，所述全局光源为多个LED灯。

与现有技术相比，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点：

a)本实用新型植株成像装置，用于对作物植株进行拍照处理，光源固定，光强可调，同一批样品统一拍照光环境，获取的植株图片大小、比例、颜色标准统一，便于图像处理程序进行统一定标校正，获取统一标准的作物考种信息。

b)本实用新型植株成像装置的一个实施方式中，通过设置置物台，可将作物植株平铺在置物台上；通过升降装置调节相机高度和拍摄距离，实用于不同大小的拍摄对象，如大豆、棉花、水稻、马铃薯、花生、油菜、草本中药材等多种作物的整株和叶片、茎秆、荚、种子、穗、块根等器官成像。

c)本实用新型植株成像装置的一个实施方式中，通过设置二维码识别模块，识别每个样品的编号和来源信息，使图像储存路径和图像信息与样品一一对应，避免考种信息混乱。

d)本实用新型植株成像装置的一个实施方式中，通过设置操作模块，可以快速对植株进行拍照处理，能够实现流水线式的快速操作，极大地提高考种效率。

e)本实用新型植株成像装置的一个实施方式中，通过设置显示模块，既可以方便地观察俯视角下的样品铺放状态，便于对其调整拍摄姿态；又能显示被测植株的来源信息。

f)本实用新型植株成像装置的一个实施方式中，通过在置物台下方设置重量测量模块，便于测量置物台上放置物体的重量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型植株成像装置一较佳实施例的前视结构示意图。

图2是图1的左视结构示意图。

图3是图1的立体结构示意图。

图4是图2的中A-A剖视示意图

图中标记分别为：

100框架，

101置物台，

102后侧板，

103右侧板，

104左侧板，

110支架，

201二维码识别模块，

202机箱，

203操作模块，

204拍照模块，

205显示模块，

300全局光源。

具体实施方式

下面结合附图与一个具体实施例进行说明。

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中可以不对其进行进一步定义和解释。

本实施例所描述的植株成像装置，用于对作物植株整株或部分进行拍照成像，便于图像处理程序分析植株生长信息。所谓部分，可以是植株的地上部分，也可以是植株的地下部分，或者离体的种子、叶片等。对于大豆室内考种，可以通过图像处理程序获取株高、结荚高度、主茎节数、分枝数、单株荚数、三粒荚数、四粒荚数、单株粒数、单株生产力、完全粒率、虫食率、病斑粒率、未成熟粒率等指标；对于禾本科作物室内考种，可以获取有效穗数、穗长、每穗总粒数、每穗实粒数、结实率等指标；对于薯类作物，可以获得薯块数量、大小、周长、直径等。本实施例所述图像处理程序是指现有技术中所有可以用于作物考种的图像处理的程序，本实用新型不对图像处理程序进行改进。图像处理程序也不是本实用新型要求保护的范围。

每种作物植株的高度、平铺长度和宽度不同，因此，本实用新型植株成像装置的具体尺寸，应当根据标尺、拍摄距离、焦距和作物的实际情况进行校正，并搭载相应的图像处理程序。本实施例主要说明的是植株成像装置的硬件结构设计。

参见图1至图4。本实施例中，包括一框架100，所述框架100中部设置有水平置物台101，置物台101水平设置，用于铺放作物植株，例如大豆植株，选择最具有代表性的一面朝上放置，便于拍摄获取植株图像，铺放时尽量避免豆荚相互遮挡。为了更好地使图像分析程序提取植株信息，宜在置物台101上设置与作物植株颜色差异较大的背景幕布(附图未示出)，例如包括但不限于黑色幕布，黑色毛毡。背景幕布平铺在置物台101上表面，无褶皱。当然，背景幕布也可以是直接将置物台101的上表面进行工艺处理，形成一个漫反射面，并使其颜色与作物自身颜色具有明显差异。置物台101可以理解为是框架100的一部分，当然也可以是独立与框架100并与框架100连接的水平板件。

若要获取目标物的重量信息，例如植株重量，离体种子重量等，可进一步地在置物台101上设置重量测量模块(附图中未示出)，重量测量模块可设置在置物台101与框架100之间；也可以将重量测量模块设置在原置物台上，并在重量测量模块上方水平设置一置物板作为新置物台。重量测量模块为重力传感器或电子秤。重量测量模块与处理器信号连接。

框架100上还设置有后侧板102、左侧板140和右侧板103。后侧板102是远离操作者的一块侧板，也是操作者在作业时正面面对的一块侧板。在一个实施方式中，后侧板102的表面也设置有吸光表面，包括但不限于黑色涂层，例如黑色漆。后侧板102的内表面处理可以与置物台101上表面处理相同。在进一步的实施方式中，还包括前门板(说明书未示出)，前门板的结构设置与超菌台的升降玻璃门结构相同，也可以是竖直方向开启的推拉门，或者左右开启的推拉门，或者卷帘门。

所述框架100上方安装有支架110，支架110与框架100拆卸式连接，支架110可以是可伸缩的支架，以调节拍照模块204与被拍照植株的距离。本实施例中，支架100为一下方开口的箱体结构，由不透明材料制成。后侧板102、左侧板140和右侧板103、前门板、置物台101和支架100构成一个暗箱结构。所述支架110顶部安装有拍照模块204，所述拍照模块204位于所述置物台101中心正上方。拍照模块204选用高清数码相机，拍照模块204与处理器信号连接。

在进一步的实施方式中，为便于实时观察植株放置状态，调整最佳植株摆放姿态，显示被测植株的来源等信息，可在后侧板102上安装一显示模块205；当然，在安装有前门板时，也可以在前门板上安装显示模块205。显示模块205可以是液晶显示屏，或者适用于本实用新型整体技术构思的任何现有技术中的显示装置。显示模块205与拍照模块204和处理器连接。

为了使植株成像装置内部空间尽量不受外界影响，前门板、后侧板102、左侧板140、右侧板103和罩体结构的支架110都采用不透光材料制作，构成一个暗箱结构，同时，在框架100内安装全局光源300，即在暗箱内设置全局光源300。全局光源，保证光强均匀一致，强度可以根据拍摄对象的不同，设置不同光照强度的全局光源；拍照模块能够清晰地获取植株的图像。本实施例中，全局光源300为多个可调节光线强弱的LED白光灯，参见图4，在左侧板上、右侧板上，以及置物台正上方分别示出了多个LED白光灯，实现置物台上植株的全局照明，保障拍照模块204能够获取清晰的图像。

所述框架100上还安装有机箱202，本实施例中，机箱202安装在置物台101下方。所述机箱202内设置有处理器和储存器。图像处理程序存储在存储器上并在处理器上运行，拍照模块204拍摄获取的图像储存在存储器上，图像处理程序对图像的分析结果储存在储存器上。

为便于管理，在作物种植过程中或者作物收获时，将作物种植信息，例如种质信息、试验区域、来源、品种特性等，通过二维码生成器生成二维码，固定在植株上。在考种时，为了识别每棵植株的种植编号信息，使图像、图像信息和种植编号信息一一对应，避免考种信息混乱，在框架100上还安装有二维码识别模块201，所述二维码识别模块201与所述处理器连接。二维码识别模块201为固定式二维码读取器。参见图3，二维码识别模块201嵌设在置物台101上，当然也可以设置在框架其它任何位置，在操作过程中，便于识别植株上的二维码即可。

所述框架100上还安装有操作模块203，所述操作模块203设置有拍照按钮。按拍照按钮执行拍照操作和照片存储操作，最后由图像分析程序对照片信息分析处理。在设置有前门板的实施方案中，操作模块203设置在前门板外，即前述暗箱外，便于操作。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种植株成像装置，其特征在于，包括一框架，所述框架中部设置有水平置物台，框架上设置有后侧板、左侧板和右侧板；所述框架上方安装有支架，所述支架上安装有拍照模块；所述框架内还安装有全局光源。

2.根据权利要求1所述的植株成像装置，其特征在于，所述拍照模块位于所述置物台中心正上方。

3.根据权利要求1所述的植株成像装置，其特征在于，所述后侧板上设置有吸光表面。

4.根据权利要求1所述的植株成像装置，其特征在于，所述置物台上设置有背景幕布。

5.根据权利要求1所述的植株成像装置，其特征在于，所述框架上还安装有机箱，所述机箱内设置有处理器和储存器。

6.根据权利要求5所述的植株成像装置，其特征在于，所述框架上还安装有二维码识别模块，所述二维码识别模块与所述处理器连接。

7.根据权利要求5所述的植株成像装置，其特征在于，所述框架上还安装有操作模块，所述操作模块设置有拍照按钮。

8.根据权利要求5所述的植株成像装置，其特征在于，所述后侧板上安装有显示模块；或者所述框架还包括前门板，所述前门板上安装有显示模块；所述显示模块与所述处理器和拍照模块连接。

9.根据权利要求1所述的植株成像装置，其特征在于，所述置物台的上方或下方安装有重量测量模块。

10.根据权利要求1所述的植株成像装置，其特征在于，所述全局光源为多个LED灯。

Images