CN219592528U

CN219592528U - 一种基于物联网的植物图像全方位采集装置

Info

Publication number: CN219592528U
Application number: CN202320513543.8U
Authority: CN
Inventors: 何惠彬; 谢晓钟; 卢佳慧; 江亚俊
Original assignee: Fujian Institute Of Agricultural Mechanization (fujian Academy Of Mechanical Sciences)
Current assignee: Fujian Institute Of Agricultural Mechanization (fujian Academy Of Mechanical Sciences)
Priority date: 2023-03-16
Filing date: 2023-03-16
Publication date: 2023-08-25
Anticipated expiration: 2033-03-16

Abstract

本实用新型涉及图像采集设备领域，尤其涉及一种基于物联网的植物图像全方位采集装置，包括移动模块、升降模块、旋转模块、摄像模块、控制器和物联网平台；所述移动模块上设有升降模块，所述移动模块驱使升降模块沿平行于地面的方向移动；所述升降模块上设有旋转模块，所述升降模块驱使旋转模块沿其高度方向上移动；所述旋转模块上设有摄像模块，所述旋转模块驱使摄像模块沿所需拍摄的植物周向转动；所述控制器与移动模块、升降模块、旋转模块及摄像模块电连接；所述控制器与物联网平台电连接。该设计能够实现对植物图像的实时采集，可降低图像采集工作者的劳动强度，提高工作效率。

Description

一种基于物联网的植物图像全方位采集装置

技术领域

本实用新型涉及图像采集设备领域，尤其涉及一种基于物联网的植物图像全方位采集装置。

背景技术

农业研究中，科研人员在对植物的相关信息，如株高、茎粗、叶形态、花、果等的长势及病虫害等进行研究时，往往需要采集植物在不同生长阶段的图像信息，以便进行相应的分析或为人工智能分析建立图像数据集。如果单纯依靠人工采集，费时费力，劳动强度高。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种基于物联网远程操作，能够快速改变摄像头位置和方向，对植物多角度进行图像采集，以采集植物不同生长阶段和不同方位的图像，降低人工操作强度的植物全方位拍摄图像采集装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种基于物联网的植物图像全方位采集装置，包括移动模块、升降模块、旋转模块、摄像模块、控制器和物联网平台；所述移动模块上设有升降模块，所述移动模块驱使升降模块沿平行于地面的方向移动；所述升降模块上设有旋转模块，所述升降模块驱使旋转模块沿其高度方向上移动；所述旋转模块上设有摄像模块，所述旋转模块驱使摄像模块沿所需拍摄的植物周向转动；所述控制器与移动模块、升降模块、旋转模块及摄像模块电连接；所述控制器与物联网平台电连接。

进一步地，还包括调距模块；所述调距模块设于旋转模块上，所述摄像模块设于调距模块上；所述调距模块驱使摄像模块朝向待观察植物移动，所述调距模块与控制器电连接。

进一步地，所述移动模块包括第一滑轨、第一滑车和第一电机，所述第一电机与第一滑车传动连接，所述第一滑车沿第一滑轨移动；所述第一滑车与升降模块连接；所述第一滑轨包括多个并列的竖直滑轨和连接相邻竖直滑轨的连接滑轨，所述第一滑轨呈S形。

进一步地，所述升降模块包括框架、伸缩杆、第二电机、卷绳器、钢丝绳和滑轮；所述框架与移动模块连接，所述伸缩杆垂直设于框架上；所述伸缩杆远离框架的一端设有滑轮并与旋转模块连接，所述卷绳器设于框架上，所述钢丝绳一端固定于框架，另一端绕过滑轮缠绕到卷绳器上；所述第二电机与卷绳器传动连接。

进一步地，所述旋转模块包括环形滑轨、第二滑车、第三电机；所述环形滑轨与旋转模块连接，所述第三电机与第二滑车传动连接，所述第二滑车沿环形滑轨移动；所述第二滑车与摄像模块连接。

进一步地，所述调距模块包括固定座、丝杠滑轨组件、相机座和第四电机，所述固定座与旋转模块连接，所述固定座上设有丝杠滑轨组件，所述第四电机的驱动端与丝杠滑轨组件连接，相机座沿固定座长度方向移动，所述摄像模块设于相机座上。

进一步地，所述摄像模块包括L形支架、自带云台的摄像头和补光灯，所述L形支架包括水平部和垂直于水平部的竖直部，所述摄像头设于水平部上，所述补光灯设于竖直部上并朝向摄像头。

进一步地，所述控制器包括MCU、Wi-Fi模块和显示屏，所述MCU分别与Wi-Fi模块和显示屏电连接；所述Wi-Fi模块与物联网平台电连接。

本实用新型的有益效果在于：工作时，通过移动模块带动升降模块移动到所要拍摄的植物顶上，旋转模块的中央位置与所要拍摄植物的幅宽中间位置基本重合；升降模块带动旋转模块上下移动至植物高度所要拍摄的位置；旋转模块带动摄像模块旋转到植物周圈合适位置进行拍摄；而后通过控制器将图像信息传输至物联网平台；而操作者也可以通过物联网平台向控制器发送命令对摄像进行调整。该设计能够实现对植物图像的实时采集，可降低图像采集工作者的劳动强度，提高工作效率。

附图说明

图1为本实用新型具体实施方式的基于物联网的植物全方位拍摄图像采集装置的结构示意图；

图2为本实用新型具体实施方式的基于物联网的植物全方位拍摄图像采集装置的移动模块的结构示意图；

图3为本实用新型具体实施方式的基于物联网的植物全方位拍摄图像采集装置的升降模块的结构示意图；

图4为本实用新型具体实施方式的基于物联网的植物全方位拍摄图像采集装置的旋转模块的结构示意图；

图5为本实用新型具体实施方式的基于物联网的植物全方位拍摄图像采集装置的调距模块的结构示意图；

图6为本实用新型具体实施方式的基于物联网的植物全方位拍摄图像采集装置的摄像模块的结构示意图；

图7为本实用新型具体实施方式的基于物联网的植物全方位拍摄图像采集装置的伸缩杆及滑轮的结构示意图。

标号说明：

1、移动模块；11、第一滑轨；12、第一滑车；13、第一电机；

2、升降模块；21、框架；22、伸缩杆；23、第二电机；24、锥齿轮；25、联轴器；26、卷绳器；27、滑轮；

3、旋转模块；31、环形滑轨；32、第二滑车；33、第三电机；

4、调距模块；41、固定座；42、丝杆滑轨组件；43、相机座；44、第四电机；

5、摄像模块；51、摄像头；52、补光灯；

6、控制器。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图1至图7，一种基于物联网的植物图像全方位采集装置，包括移动模块1、升降模块2、旋转模块3、摄像模块5、控制器6和物联网平台；所述移动模块1上设有升降模块2，所述移动模块1驱使升降模块2沿平行于地面的方向移动；所述升降模块2上设有旋转模块3，所述升降模块2驱使旋转模块3沿其高度方向上移动；所述旋转模块3上设有摄像模块5，所述旋转模块3驱使摄像模块5沿所需拍摄的植物周向转动；所述控制器6与移动模块1、升降模块2、旋转模块3及摄像模块5电连接；所述控制器6与物联网平台电连接。

从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：工作时，通过移动模块1带动升降模块2移动到所要拍摄的植物顶上，旋转模块3的中央位置与所要拍摄植物的幅宽中间位置基本重合；升降模块2带动旋转模块3上下移动至植物高度所要拍摄的位置；旋转模块3带动摄像模块5旋转到植物周圈合适位置进行拍摄；而后通过控制器6将图像信息传输至物联网平台；而操作者也可以通过物联网平台向控制器6发送命令对摄像进行调整。该设计能够实现对植物图像的实时采集，可降低图像采集工作者的劳动强度，提高工作效率。

进一步地，还包括调距模块4；所述调距模块4设于旋转模块3上，所述摄像模块5设于调距模块4上；所述调距模块4驱使摄像模块5朝向待观察植物移动，所述调距模块4与控制器6电连接。

由上述描述可知，通过调距模块4的设置，当旋转模块3转动至合适拍摄的角度时，调距模块4推动摄像模块5移动，调节摄像模块5与所要拍摄对像的距离，即调整摄像距离，以将摄像机调整到最佳焦距。

进一步地，所述移动模块1包括第一滑轨11、第一滑车12和第一电机13，所述第一电机13与第一滑车12传动连接，所述第一滑车12沿第一滑轨11移动；所述第一滑车12与升降模块2连接；所述第一滑轨11包括多个并列的竖直滑轨和连接相邻竖直滑轨的连接滑轨，所述第一滑轨11呈S形。

由上述描述可知，通过第一电机13驱动第一滑车12沿第一滑轨11移动，进而实现升降模块2、旋转模块3及摄像模块5在平行地面方向上的调整，即对摄像位置的调整。

进一步地，所述升降模块2包括框架21、伸缩杆22、第二电机23、卷绳器26、钢丝绳和滑轮27；所述框架21与移动模块1连接，所述伸缩杆22垂直设于框架21上；所述伸缩杆22远离框架21的一端设有滑轮27并与旋转模块3连接，所述卷绳器26设于框架21上，所述钢丝绳一端固定于框架21，另一端绕过滑轮27缠绕到卷绳器26上；所述第二电机23与卷绳器26传动连接。

由上述描述可知，框架21作为伸缩杆22、卷绳器26的连接支架，在实现升降时，由第二电机23驱动卷绳器26转动，使得钢丝绳被拉紧或放松，进而导致伸缩杆22下端的滑轮27在升降方向上移动，进而使与伸缩杆22下端连接的旋转模块3上下移动。

进一步地，所述旋转模块3包括环形滑轨31、第二滑车32、第三电机33；所述环形滑轨31与旋转模块3连接，所述第三电机33与第二滑车32传动连接，所述第二滑车32沿环形滑轨31移动；所述第二滑车32与摄像模块5连接。

由上述描述可知，在升降模块2调整好升降位置后，旋转模块3的环形滑轨31环绕待观察植物，此后第三电机33驱动第二滑车32沿环形滑轨31移动，即可实现对待观察植物360度的全面拍摄。

进一步地，所述调距模块4包括固定座41、丝杠滑轨组件、相机座43和第四电机44，所述固定座41与旋转模块3连接，所述固定座41上设有丝杠滑轨组件，所述第四电机44的驱动端与丝杠滑轨组件连接，相机座43沿固定座41长度方向移动，所述摄像模块5设于相机座43上。

由上述描述可知，在调距时，由第四电机44驱动相机座43沿固定座41长度方向移动，使得摄像模块5改变其与待观察植物的距离。

进一步地，所述摄像模块5包括L形支架53、自带云台的摄像头51和补光灯52，所述L形支架53包括水平部和垂直于水平部的竖直部，所述摄像头51设于水平部上，所述补光灯52设于竖直部上并朝向摄像头51。

由上述描述可知，由竖直部的补光灯52为摄像头51拍摄提供辅助光源，保证拍摄质量；而自带云台的摄像头51能够在控制器6的控制下实现摄像头51上、下、左、右的角度调整。

进一步地，所述控制器6包括MCU、Wi-Fi模块和显示屏，所述MCU分别与Wi-Fi模块和显示屏电连接；所述Wi-Fi模块与物联网平台电连接。

由上述描述可知，控制程序在MCU里运行，显示屏实时显示相关控制信息，控制器6将所有模块的位置及相关数据通过Wi-Fi模块上传物联网平台；控制器6通过Wi-Fi模块接收物联网平台下发的指令来控制各模块运作，从而实现摄像模块5的空间位置变换，达到最佳的拍摄位置。

参照图1至图7，本实用新型的实施例一为：

本实用新型的应用场景：在植物图像采集过程中，现有的方式通常为依靠人工采集，费时费力，劳动强度高。

如图1至图7所示，本实施例的基于物联网的植物图像全方位采集装置，包括移动模块1、升降模块2、旋转模块3、调距模块4、摄像模块5、控制器6和物联网平台。

所述移动模块1上设有升降模块2，所述移动模块1驱使升降模块2沿平行于地面的方向移动；所述升降模块2上设有旋转模块3，所述升降模块2驱使旋转模块3沿其高度方向上移动；所述旋转模块3上设有调距模块4，所述旋转模块3驱使调距模块4沿所需拍摄的植物周向转动，所述调距模块4上设有摄像模块5，所述调距模块4驱使摄像模块5朝向待观察植物移动。

所述控制器6与移动模块1、升降模块2、旋转模块3、调距模块4及摄像模块5电连接；所述控制器6与物联网平台电连接。

如图1和图2所示，具体地，所述移动模块1包括第一滑轨11、第一滑车12和第一电机13，所述第一滑轨11固定于一钢架上，所述第一电机13与第一滑车12传动连接，所述第一滑车12沿第一滑轨11移动；所述第一滑车12与升降模块2连接。

所述第一滑轨11包括多个并列的竖直滑轨和连接相邻竖直滑轨的连接滑轨，所述第一滑轨11呈S形。

如图3和图7所示，所述升降模块2包括框架21、伸缩杆22、第二电机23、卷绳器26、钢丝绳、滑轮27、锥齿轮24和联轴器25；所述框架21与第一滑车12连接，所述伸缩杆22垂直设于框架21上；所述伸缩杆22远离框架21的一端设有滑轮27并与旋转模块3连接，所述卷绳器26、锥齿轮24和联轴器25设于框架21上，所述钢丝绳一端固定于框架21，另一端绕过滑轮27缠绕到卷绳器26上；所述第二电机23固定于框架21中央位置，所述第二电机23通过联轴器25依次与锥齿轮24、卷绳器26传动连接。在本实施例中，于框架21对称的两侧均设有一组伸缩杆22、卷绳器26、钢丝绳、滑轮27、锥齿轮24和联轴器25。

如图4所示，所述旋转模块3包括环形滑轨31、第二滑车32、第三电机33；所述环形滑轨31与伸缩杆22连接，所述第三电机33与第二滑车32传动连接，所述第二滑车32沿环形滑轨31移动；所述第二滑车32与调节模块连接。

如图5所示，所述调距模块4包括固定座41、丝杠滑轨组件、相机座43和第四电机44，所述固定座41与第二滑车32连接，所述固定座41上设有丝杠滑轨组件，所述第四电机44的驱动端与丝杠滑轨组件连接，所述相机座43沿固定座41长度方向移动，所述摄像模块5设于相机座43上。

如图6所示，所述摄像模块5包括L形支架53、自带云台的摄像头51和补光灯52，所述L形支架53包括水平部和垂直于水平部的竖直部，所述摄像头51设于水平部上，所述补光灯52设于竖直部上并朝向摄像头51。

所述控制器6包括MCU、Wi-Fi模块和显示屏，所述MCU分别与Wi-Fi模块和显示屏电连接；所述Wi-Fi模块与物联网平台电连接。

本实用新型的工作原理：通过物联网平台远程控制，下发指令给控制器6，控制器6控制移动模块1移动，从而带动升降模块2移动，到所要拍摄的植物顶上，即旋转模块3的中央位置与所要拍摄植物的幅宽中间位置基本重合；控制器6控制升降模块2升降，从而带动旋转模块3上下移动，到植物高度方向所要拍摄的位置；控制器6控制旋转模块3转动，从而带动调距模块4旋转，到植物周圈要拍摄的位置；控制器6控制调距模块4移动，从而调节摄像模块5与所要拍摄对像的距离，即调整摄像距离，以将摄像机调整到最佳焦距；控制器6控制摄像模块5的摄像头51上、下、左、右的角度调整，达到最佳的拍摄角度。

综上所述，本实用新型提供的一种基于物联网的植物图像全方位采集装置，工作时，通过移动模块带动升降模块移动到所要拍摄的植物顶上，旋转模块的中央位置与所要拍摄植物的幅宽中间位置基本重合；升降模块带动旋转模块上下移动至植物高度所要拍摄的位置；旋转模块带动摄像模块旋转到植物周圈合适位置进行拍摄；而后通过控制器将图像信息传输至物联网平台；而操作者也可以通过物联网平台向控制器发送命令对摄像进行调整。该设计能够实现对植物图像的实时采集，可降低图像采集工作者的劳动强度，提高工作效率。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims

1.一种基于物联网的植物图像全方位采集装置，其特征在于，包括移动模块、升降模块、旋转模块、摄像模块、控制器和物联网平台；所述移动模块上设有升降模块，所述移动模块驱使升降模块沿平行于地面的方向移动；所述升降模块上设有旋转模块，所述升降模块驱使旋转模块沿其高度方向上移动；所述旋转模块上设有摄像模块，所述旋转模块驱使摄像模块沿所需拍摄的植物周向转动；所述控制器与移动模块、升降模块、旋转模块及摄像模块电连接；所述控制器与物联网平台电连接。

2.根据权利要求1所述的基于物联网的植物图像全方位采集装置，其特征在于，还包括调距模块；所述调距模块设于旋转模块上，所述摄像模块设于调距模块上；所述调距模块驱使摄像模块朝向待观察植物移动，所述调距模块与控制器电连接。

3.根据权利要求1所述的基于物联网的植物图像全方位采集装置，其特征在于，所述移动模块包括第一滑轨、第一滑车和第一电机，所述第一电机与第一滑车传动连接，所述第一滑车沿第一滑轨移动；所述第一滑车与升降模块连接；所述第一滑轨包括多个并列的竖直滑轨和连接相邻竖直滑轨的连接滑轨，所述第一滑轨呈S形。

4.根据权利要求1所述的基于物联网的植物图像全方位采集装置，其特征在于，所述升降模块包括框架、伸缩杆、第二电机、卷绳器、钢丝绳和滑轮；所述框架与移动模块连接，所述伸缩杆垂直设于框架上；所述伸缩杆远离框架的一端设有滑轮并与旋转模块连接，所述卷绳器设于框架上，所述钢丝绳一端固定于框架，另一端绕过滑轮缠绕到卷绳器上；所述第二电机与卷绳器传动连接。

5.根据权利要求1所述的基于物联网的植物图像全方位采集装置，其特征在于，所述旋转模块包括环形滑轨、第二滑车、第三电机；所述环形滑轨与旋转模块连接，所述第三电机与第二滑车传动连接，所述第二滑车沿环形滑轨移动；所述第二滑车与摄像模块连接。

6.根据权利要求2所述的基于物联网的植物图像全方位采集装置，其特征在于，所述调距模块包括固定座、丝杠滑轨组件、相机座和第四电机，所述固定座与旋转模块连接，所述固定座上设有丝杠滑轨组件，所述第四电机的驱动端与丝杠滑轨组件连接，相机座沿固定座长度方向移动，所述摄像模块设于相机座上。

7.根据权利要求1所述的基于物联网的植物图像全方位采集装置，其特征在于，所述摄像模块包括L形支架、自带云台的摄像头和补光灯，所述L形支架包括水平部和垂直于水平部的竖直部，所述摄像头设于水平部上，所述补光灯设于竖直部上并朝向摄像头。

8.根据权利要求1所述的基于物联网的植物图像全方位采集装置，其特征在于，所述控制器包括MCU、Wi-Fi模块和显示屏，所述MCU分别与Wi-Fi模块和显示屏电连接；所述Wi-Fi模块与物联网平台电连接。