一種原位掃描裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種原位掃描裝置。該原位掃描裝置包括掃描裝置主體和連接桿，其中，掃描裝置主體包括導(dǎo)向部、掃描部。原位掃描裝置還包括設(shè)置在原位掃描裝置主體中的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括：中央處理器，用于控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)處理及各部件的控制；電機(jī)驅(qū)動模塊，該電機(jī)驅(qū)動模塊以與所需要的分辨率相對應(yīng)的轉(zhuǎn)速驅(qū)動電機(jī)。通過本發(fā)明的原位掃描裝置，可以持續(xù)獲取各種需要測量對象的圓筒形內(nèi)壁的圖案數(shù)據(jù)，初步處理、存儲并與其他終端交換數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)田間野外環(huán)境下在土壤中原位對植物根系進(jìn)行掃描測量，也可以用于泥沼、巖土、土壤、地質(zhì)等研究。
【專利說明】一種原位掃描裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及圖像數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域，具體涉及一種原位掃描裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]越來越多的領(lǐng)域需要用到原位掃描裝置，例如，土壤分析、巖土分析、地質(zhì)考古、深層泥沼分析、植物根系研究等。尤其是植物根系的研究。植物根系對固定植株和獲得水分和養(yǎng)分起重要作用，但是土壤不可觀測性的限制，給根系生態(tài)學(xué)的研究帶來一定的困難。因此，找到原位觀察根系生長的方法對研究根系生態(tài)學(xué)就顯得尤為重要。目前植物根系原位掃描技術(shù)被認(rèn)為是研究根系生態(tài)學(xué)最有前途的方法。
[0003]但是，目前常用根系研究方法是洗根法，將根系從土壤中挖出來洗凈后用掃描儀進(jìn)行掃描測量。此方法在挖掘、洗根的過程中會造成根系位置的變化，結(jié)構(gòu)的損傷和斷裂。并且挖出植物根系后植物就會死亡，該方法不能連續(xù)測量。
[0004]中國發(fā)明專利申請?zhí)?01210231267.2公開了一種土壤栽培條件下采用植物生長室的方法測定植物的根系。該方法以放射狀透明容器為盆栽生長容器，每個分室間隔一定距離，然后通過相機(jī)將根系圖像拍攝下來后用圖片分析軟件統(tǒng)計根系特征。該方法的缺點(diǎn)也在于不是在土壤中原位進(jìn)行測量，植物根系生長被人為局限在一個非常狹窄空間中，不能真實(shí)反映出植物根系的生長狀態(tài)。
[0005]文獻(xiàn)期刊《生態(tài)學(xué)報》中論文《微根窗技術(shù)及其在植物根系研究中的應(yīng)用》提及了一種利用照相機(jī)連接控制盒和電腦拍攝地下根系的方法，但該方法必須連接電腦使用，不能適用于田間環(huán)境。另外在非常短的距離內(nèi)拍攝圖像會有嚴(yán)重的魚眼效益，導(dǎo)致圖像變形失真嚴(yán)重，致使獲得的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。
[0006]美國CID Bio-Science, Inc 公司生產(chǎn)的 C1-600 (http://www.cid_inc.com/cn/root-1mage/c1-600.php)植物根系原位掃描裝置由于機(jī)械結(jié)構(gòu)的原因不能完成完整的360度掃描，只能掃描到355度。因?yàn)樵贑1-600的掃描結(jié)構(gòu)中有一標(biāo)記起始點(diǎn)和終止點(diǎn)的標(biāo)記桿，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)從此桿的位置開始掃描，當(dāng)掃描接近一周后接近開關(guān)抵達(dá)此標(biāo)記桿而停止掃描，之后旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)再反向旋轉(zhuǎn)掃描，總之始終只能掃描355度的圖像，不能實(shí)現(xiàn)完整的一周掃描。C1-600的電路設(shè)計沒有考慮田間野外使用的環(huán)境要求，使用時必須連接電腦進(jìn)行工作，沒有電池供電，沒有文件存儲功能，致使操作者在野外必須攜帶筆記本工作，而筆記本的電池除了給筆記本供電以外還有為設(shè)備供電，實(shí)際工作時間非常短，完全不能滿足野外使用的要求。C1-600旋轉(zhuǎn)部件和固定部件之間有較大的縫隙，灰塵、土粒非常容易進(jìn)入從而導(dǎo)致不能工作和壽命縮短。
[0007]在松軟泥沼中對各層泥土取樣進(jìn)行研究往往也是有缺陷的，需要對各層泥沼中分布的沉積物進(jìn)行研究，以考察沉積年限、沉積過程，則需要沉積物保持在原位進(jìn)行掃描。打孔之后，泥土也會灌入孔中無法考察。有效的方法是插入透明管到泥沼中，形成圓筒狀，對泥沼的圓筒內(nèi)壁即透明管的外壁進(jìn)行圖像采集。對于需要原位考察的土壤研究、地殼考古，獲取原位圖像數(shù)據(jù)也是非常重要的。為了能夠獲取原位圖像數(shù)據(jù)，需要一種能夠在原位進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的設(shè)置。
[0008]為此，本發(fā)明提出一種原位掃描裝置，可用于在田間野外環(huán)境下在土壤中原位對植物根系進(jìn)行掃描測量，也可以用于泥沼、巖土、土壤、地質(zhì)等研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種原位掃描裝置，能夠持續(xù)獲取各種需要測量對象的圓筒形內(nèi)壁的圖案數(shù)據(jù)，初步處理、存儲并與其他終端交換數(shù)據(jù)。
[0010]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種原位掃描裝置，其包括掃描裝置主體和連接桿，所述掃描裝置主體包括:
[0011]導(dǎo)向部，包括前導(dǎo)向部和后導(dǎo)向部，用于在向透明管中放置所述掃描裝置主體或從所述透明管中取出所述掃描裝置主體時引導(dǎo)所述掃描裝置主體；
[0012]掃描部，用于相對于所述導(dǎo)向部繞軸向轉(zhuǎn)動，對所述透明管外壁進(jìn)行掃描并采集數(shù)據(jù)；
[0013]所述掃描部或所述導(dǎo)向部中設(shè)置有電機(jī)，該電機(jī)用于驅(qū)動所述掃描部相對于所述導(dǎo)向部轉(zhuǎn)動；
[0014]所述連接桿與所述掃描裝置主體相連接，并在所述掃描裝置主體進(jìn)出所述透明管時牽引所述掃描裝置主體；
[0015]其特征在于，所述原位掃描裝置還包括設(shè)置在所述原位掃描裝置主體中的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括:中央處理器，用于所述控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)處理及各部件的控制；電機(jī)驅(qū)動模塊，該電機(jī)驅(qū)動模塊以與所需要的分辨率相對應(yīng)的轉(zhuǎn)速驅(qū)動所述電機(jī)。
[0016]進(jìn)一步，提供如上所述的原位掃描裝置，其特征在于，所述控制系統(tǒng)設(shè)置有通信模塊，該通信模塊用于通過有線或無線方式與外部終端實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。
[0017]進(jìn)一步，提供如上所述的原位掃描裝置，其特征在于，所述控制系統(tǒng)設(shè)置有存儲單元或存儲單元接口。
[0018]進(jìn)一步，提供如上所述的原位掃描裝置，其特征在于，所述控制系統(tǒng)設(shè)置有電源模塊，該電源模塊用于管理和控制所述原位掃描裝置中各部件的休眠、啟動和節(jié)電運(yùn)行，該電源模塊包括用于供電的可充電電池。
[0019]進(jìn)一步，提供如上所述的原位掃描裝置，其特征在于，所述控制系統(tǒng)設(shè)置有液晶顯示模塊，所述掃描部側(cè)面設(shè)置有與該液晶顯示模塊位置相對應(yīng)的顯示窗口。
[0020]進(jìn)一步，提供如上所述的原位掃描裝置，其特征在于，所述原位掃描裝置還包括控制手柄，其用于與所述控制系統(tǒng)以無線或有線方式進(jìn)行連接，并實(shí)現(xiàn)控制。
[0021]進(jìn)一步，提供如上所述的原位掃描裝置，其特征在于，所述前導(dǎo)向部和所述后導(dǎo)向部與所述掃描部之間的接合處設(shè)置有防塵結(jié)構(gòu)。
[0022]進(jìn)一步，提供如上所述的原位掃描裝置，其特征在于，所述控制系統(tǒng)還包括多個功能按鈕，其設(shè)置在所述掃描部的側(cè)面上，用于設(shè)置所述控制系統(tǒng)的參數(shù)。
[0023]進(jìn)一步，提供如上所述的原位掃描裝置，其特征在于，所述控制系統(tǒng)還包括多個狀態(tài)指示燈，用于顯示所述控制系統(tǒng)中各部件的運(yùn)行狀態(tài)。
[0024]進(jìn)一步，提供如上所述的原位掃描裝置，其特征在于，所述前導(dǎo)向部和所述后導(dǎo)向部上設(shè)置有導(dǎo)向輪。[0025]本發(fā)明內(nèi)置了存儲單元，可以將掃描的圖像或文件永久存儲在裝置內(nèi)，使得本發(fā)明能夠完全脫離電腦的束縛，解放操作者的雙手，減輕出行負(fù)重和勞動強(qiáng)度?？稍趻呙柩b置中內(nèi)置可充電電池，也可在控制手柄中內(nèi)置大容量電池，并且手柄中電池用盡后還可以方便快捷的更換手柄，以保證操作者能長時間連續(xù)使用。
[0026]本發(fā)明是全新的結(jié)構(gòu)設(shè)計，完全避免了此類問題的出現(xiàn)，可以連續(xù)進(jìn)行360度掃描，設(shè)置是任意角度的掃描，沒有死角盲區(qū)。
[0027]本發(fā)明特有的防塵設(shè)計能有效減少灰塵和土粒進(jìn)入裝置的數(shù)量，保證裝置的正常穩(wěn)定的長時間工作，延長了裝置的壽命。
[0028]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0029]本發(fā)明可以對田間植物的根系進(jìn)行原位掃描，測量數(shù)據(jù)就是田間土壤中的原位根系數(shù)據(jù)，相對C1-600根系掃描裝置能夠真正獲得360度完整的掃描數(shù)據(jù)，沒有盲區(qū)。
[0030]本發(fā)明在機(jī)械結(jié)構(gòu)上有防塵設(shè)計，可以有效減少在野外工作時灰塵土粒的進(jìn)入。
[0031]本發(fā)明的操作不需要外接電腦，可以直接通過控制手柄操作，掃描的圖像或文件直接存儲在本裝置中，非常適合野外現(xiàn)場測量。
[0032]本發(fā)明測量的數(shù)據(jù)可以通過無線傳輸?shù)脚_式機(jī)、筆記本、智能手機(jī)、掌上電腦、嵌入式系統(tǒng)等，方便野外操作，可以連接的設(shè)備眾多，并且可以實(shí)現(xiàn)多個設(shè)備同時連接和通?目。
[0033]本發(fā)明有電源管理模塊，合理省電，外置電池，可以通過方便快捷的更換控制手柄的方式保證野外工作的長期性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]本發(fā)明的上述的以及其它的特征、性質(zhì)和優(yōu)勢將通過下面結(jié)合附圖和實(shí)施例的描述而變得更加明顯，其中:
[0035]圖1為本發(fā)明的一個實(shí)施方式的原位掃描裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖2為本發(fā)明的一個實(shí)施方式的原位掃描裝置的功能模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖3為本發(fā)明的一個實(shí)施方式的原位掃描裝置的控制手柄示意圖；
[0038]圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式的原位掃描裝置的局部結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039]下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，在以下的描述中闡述了更多的細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明顯然能夠以多種不同于此描述地其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況作類似推廣、演繹，因此不應(yīng)以此具體實(shí)施例的內(nèi)容限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0040]圖1為本發(fā)明的一個實(shí)施方式的原位掃描裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，原位掃描裝置包括掃描裝置主體和連接桿108，掃描裝置主體包括:導(dǎo)向部，包括前導(dǎo)向部102Α和后導(dǎo)向部102Β，用于在向透明管中放置掃描裝置主體或從透明管中取出掃描裝置主體時引導(dǎo)掃描裝置主體；掃描部100，用于相對于導(dǎo)向部繞軸向轉(zhuǎn)動，對透明管外壁進(jìn)行掃描并采集數(shù)據(jù)；掃描部100或?qū)虿恐性O(shè)置有電機(jī),該電機(jī)用于驅(qū)動掃描部相對于導(dǎo)向部轉(zhuǎn)動；連接桿108與掃描裝置主體相連接，并在掃描裝置主體進(jìn)出透明管時牽引掃描裝置主體。[0041]如圖2所示，在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，原位掃描裝置還可以包括設(shè)置在原位掃描裝置主體中的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括:中央處理器201，用于該控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)處理及各部件的控制；電機(jī)驅(qū)動模塊208，該電機(jī)驅(qū)動模塊以與所需要的分辨率相對應(yīng)的轉(zhuǎn)速驅(qū)動電機(jī)。通常，需要高分辨率時，可以使電機(jī)低速轉(zhuǎn)動，以使得掃描裝置獲取高分辨率圖像數(shù)據(jù)；如果需要快速獲取低分辨率圖像數(shù)據(jù)時，可以使電機(jī)以高速轉(zhuǎn)動。
[0042]根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施方式，其中，控制系統(tǒng)中可以設(shè)置有通信模塊。如圖2所示，通信模塊可以包括線通信模塊210和無線通信模塊211。
[0043]其中，有線通信模塊210包括但不限于USB、RS232串口、RS485串口、RS242串口、并口、I2C、CAN、網(wǎng)口等多種組合或其中一種通過線纜傳輸數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)。
[0044]無線通信模塊211包括但不限于RF射頻、藍(lán)牙、WIF1、紅外等多種組合或其中一種通過無線傳輸數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)。
[0045]根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施方式，其中，控制系統(tǒng)中可以設(shè)置有存儲單元或存儲接口 205。存儲單元包括但不限于各種閃存、SD卡、TF卡、SSD盤等。
[0046]根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施方式，其中，控制系統(tǒng)可以設(shè)置有電源模塊207，該電源模塊用于管理和控制原位掃描裝置中各部件的休眠、啟動和節(jié)電運(yùn)行，該電源模塊中可以設(shè)置有用于供電的可充電電池。
[0047]根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施方式，其中，控制系統(tǒng)可以設(shè)置有液晶顯示模塊212，掃描部100側(cè)面設(shè)置有與該液晶顯示模塊位置相對應(yīng)的顯示窗口 105，參考圖1和圖2。
[0048]圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施方式的原位掃描裝置的控制手柄。在該實(shí)施方式中，原位掃描裝置還可以包括控制手柄315，其用于與控制系統(tǒng)以無線或有線方式進(jìn)行連接，并實(shí)現(xiàn)控制?？刂剖直?15上可以設(shè)置有數(shù)據(jù)傳輸開關(guān)316和開始/停止掃描開關(guān)317。數(shù)據(jù)傳輸開關(guān)316用于控制掃描裝置主體上的控制系統(tǒng)與其他終端之間的數(shù)據(jù)傳輸。例如，通過通信模塊與電腦進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)掃描的數(shù)據(jù)圖像從控制系統(tǒng)的存儲單元或存儲接口上插放的存儲卡上傳至電腦中進(jìn)行瀏覽和后續(xù)處理。還可通過無線通信模塊與其他有無線傳輸功能的設(shè)備進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)掃描的數(shù)據(jù)圖像從系統(tǒng)的存儲單元或存儲接口上插放的存儲卡上傳至電腦、筆記本、掌上設(shè)備、智能手機(jī)或嵌入式系統(tǒng)中進(jìn)行瀏覽和處理。開始/停止掃描開關(guān)317用于啟動或停止掃描裝置。
[0049]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，在前導(dǎo)向部和后導(dǎo)向部與掃描部之間的接合處設(shè)置有防塵結(jié)構(gòu)104A、104B。防塵結(jié)構(gòu)可以是設(shè)置為間隙較小的彎道結(jié)構(gòu)的前防塵槽104A和后防塵槽104B，該結(jié)構(gòu)減小了兩個有相對運(yùn)動物體之間的間隙，增長了空氣、灰塵、土粒進(jìn)入裝置內(nèi)部需要經(jīng)過的距離，從而大幅降低灰塵和土粒進(jìn)入裝置的概率。
[0050]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，其中，控制系統(tǒng)還可以包括多個功能按鈕208、107，其設(shè)置在掃描部100的側(cè)面上，可用于設(shè)置控制系統(tǒng)的參數(shù)。
[0051]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，其中，控制系統(tǒng)還可以包括多個狀態(tài)指示燈，用于顯示控制系統(tǒng)中各部件的運(yùn)行狀態(tài)。
[0052]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，其中，前導(dǎo)向部102A和后導(dǎo)向部102B上設(shè)置有導(dǎo)向輪103，用于協(xié)助主機(jī)原位測量時在根管中平滑的進(jìn)出。
[0053]根據(jù)本發(fā)明的原位掃描裝置，其中，控制系統(tǒng)還可以包括:線陣感光傳感器202、數(shù)據(jù)緩存(可以包括線陣數(shù)據(jù)緩存203和面陣數(shù)據(jù)緩存204)、時序控制模塊206。[0054]如圖1所示，掃描部100為原位掃描裝置的重要部件，上面帶有線陣感光傳感器101、有線傳輸接口 106、顯示屏105、按鈕107。
[0055]如圖2所示，中央處理器201是整個系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)將面陣數(shù)據(jù)緩存204中的原始圖像數(shù)據(jù)生成圖像文件(格式包括但不限于JPG、PNG、GIF、TIF)和格式文件(包括但不限于roF、D0C、D0CX、RAW)。將這些文件存入內(nèi)置或外置的存儲單元中。通過電源模塊207管理和控制原位掃描裝置中各部件的休眠、啟動和節(jié)電運(yùn)行。接收用戶的控制按鈕209、316、317,107的動作來設(shè)置系統(tǒng)的參數(shù)和控制系統(tǒng)的工作。通過電機(jī)驅(qū)動模塊208讓電機(jī)以與需要的分辨率相對應(yīng)的速度勻速旋轉(zhuǎn)，即可以通過控制旋轉(zhuǎn)速度來適應(yīng)不同的分辨率。還可以通過中央處理器201控制液晶顯示屏212的顯示，顯示系統(tǒng)的工作狀態(tài)、剩余電池電量、已經(jīng)存儲的圖像數(shù)量、圖像掃描質(zhì)量信息、存儲的文件格式等信息。通過中央處理器201控制狀態(tài)指示燈213的亮滅提示系統(tǒng)的工作狀態(tài)。
[0056]線陣感光傳感器202是由很多微小感光點(diǎn)緊密排列為一條直線的傳感器，每個感光點(diǎn)間距大約28 μ m。每個感光點(diǎn)前面都有一個微型透鏡，能將距離IOmm光強(qiáng)收集聚焦到感光點(diǎn)上。感光點(diǎn)的核心元件是MOS電容，將光子轉(zhuǎn)化為電子，經(jīng)過時序控制模塊206將電子轉(zhuǎn)化為電流串行存儲到線陣數(shù)據(jù)緩存203中，這樣掃描到的一行圖像數(shù)據(jù)便被臨時記錄下來，時序控制模塊206給電機(jī)驅(qū)動模塊208運(yùn)動時鐘信號，讓電機(jī)旋轉(zhuǎn)一個角度后，再控制線陣感光傳感器202進(jìn)行下一行數(shù)據(jù)的掃描。這樣周而復(fù)始，系統(tǒng)便能掃描完一整圈360度的根系圖像，或?yàn)榱朔乐剐D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中的齒輪間隙進(jìn)行超過360度范圍的根系圖像掃描；掃描角度不限于360度，可以由中央處理器任意設(shè)置。
[0057]圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式的原位掃描裝置的局部結(jié)構(gòu)示意圖。掃描部100中可以設(shè)置有電機(jī)413，其中，電機(jī)413外殼412與掃描部100固定，電機(jī)轉(zhuǎn)子414與導(dǎo)向部102A或102B固定。當(dāng)電機(jī)驅(qū)動模塊108給電機(jī)413輸出電信號時電機(jī)轉(zhuǎn)子414相對電機(jī)413轉(zhuǎn)動，而導(dǎo)向部件與透明管管壁是固定的，使得掃描部100繞軸向旋轉(zhuǎn)掃描。不同于C1-600，本發(fā)明在設(shè)計上沒有起始和終止點(diǎn)，可以在任意位置開始和停止掃描，起始點(diǎn)和終止點(diǎn)由中央處理器201通過時序控制模塊206精確控制，不存在像C1-600有標(biāo)記桿之類致使不能旋轉(zhuǎn)整周的阻擋物。
[0058]線陣數(shù)據(jù)緩存203的作用是將線陣感光傳感器202掃描的一行圖像數(shù)據(jù)臨時記錄下來，因?yàn)榫€陣感光傳感器202只能實(shí)現(xiàn)將光信號轉(zhuǎn)化為電信號的功能，再次掃描時會將原來的信號完全覆蓋，不能將這種電信號記錄下來。線陣數(shù)據(jù)緩存203的特點(diǎn)是數(shù)據(jù)存儲速度快，但成本高，空間小，因此只用來將線陣感光傳感器202的數(shù)據(jù)進(jìn)行快速臨時緩存。當(dāng)線陣數(shù)據(jù)緩存203中的每收集到完整的一行圖像數(shù)據(jù)便在時序控制模塊206的時序控制下將這一行圖像數(shù)據(jù)提交給面陣數(shù)據(jù)緩存204中進(jìn)行存儲，數(shù)據(jù)提交完成后便釋放此段空間以便存儲新的來自線陣感光傳感器202的圖像數(shù)據(jù)。
[0059]面陣數(shù)據(jù)緩存204的作用是將來自線陣數(shù)據(jù)緩存203中的臨時數(shù)據(jù)進(jìn)行較長一段時間的存儲。其特點(diǎn)是讀寫速度適中，空間較大，成本適中。面陣數(shù)據(jù)緩存204接收到線陣數(shù)據(jù)緩存203提交的完整的一行圖像數(shù)據(jù)后便按提交的先后順序連續(xù)存儲起來，系統(tǒng)沒掃描完一個角度，面陣數(shù)據(jù)緩存204中增加一行新的數(shù)據(jù)，這樣當(dāng)掃描完成后，面陣數(shù)據(jù)緩存204中便記錄下了所有原始數(shù)據(jù)，但這種數(shù)據(jù)也是臨時數(shù)據(jù)，系統(tǒng)關(guān)機(jī)斷電后數(shù)據(jù)便消失了，不能永久存儲下來。另外這種數(shù)據(jù)是圖像的原始數(shù)據(jù)，不是通用圖像格式，不能被圖像軟件識別和分析，并且這種原始數(shù)據(jù)過于龐大，不便于存儲和傳輸。因此當(dāng)掃描工作完成后面陣數(shù)據(jù)緩存204便將整幅圖像數(shù)據(jù)提交給中央處理器201，中央處理器201將原始的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的圖像文件或格式文件，這樣存儲空間會小很多，并且可以被縱多圖像軟件或其他專用軟件識別瀏覽和處理。
[0060]存儲單元或接口 205的作用是將處理完成的圖像文件或格式文件存儲起來，以便上傳到電腦或其他終端設(shè)備上。其特點(diǎn)是容量非常大，成本較低，即使斷電后文件也不會丟失。
[0061]時序控制模塊206的作用是為線陣感光傳感器202和電機(jī)驅(qū)動模塊208提供時鐘
信息，讓其按設(shè)定的頻率采集圖像信號和旋轉(zhuǎn)。
[0062]電源模塊207的作用是管理和控制所述原位掃描裝置中各部件的休眠、啟動和節(jié)電運(yùn)行，將輸入的電壓進(jìn)行穩(wěn)壓和濾波后提供給系統(tǒng)各個元件，并且還可以包括可充電電池。另外，還可以接收中央處理器201的控制休眠或自動關(guān)機(jī)信號，當(dāng)系統(tǒng)開機(jī)但沒有進(jìn)行掃描時，電源模塊207不會開啟照明光源和電機(jī)，保存系統(tǒng)功耗在一個比較低的水平上，當(dāng)系統(tǒng)在一定時間內(nèi)沒有任何操作時，中央處理器201會通知電源模塊207讓其斷電，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動關(guān)機(jī)的目的。
[0063]根據(jù)本發(fā)明的原位掃描裝置可設(shè)置無線通信模塊，通過無線連接，方便野外操作，可以連接的設(shè)備眾多，并且可以實(shí)現(xiàn)一對一或多個設(shè)備同時連接和通信；或者無線通信模塊211與具有通信協(xié)議轉(zhuǎn)換功能的設(shè)備連接后，實(shí)現(xiàn)上述功能。
[0064]液晶顯示屏212的作用是將系統(tǒng)的參數(shù)顯示出來，方便操作者觀察其狀態(tài)。顯示的內(nèi)容包括掃描圖像的分辨率、已經(jīng)存儲圖像的數(shù)量、通信狀態(tài)等信息。
[0065]控制按鈕209的作用是讓操作者控制系統(tǒng)的工作，可以控制其開始/停止掃描，設(shè)定掃描的分辨率，開啟/關(guān)閉無線功能等。
[0066]狀態(tài)指示燈213的作用是將系統(tǒng)的實(shí)時狀態(tài)以最為顯著的方式提醒操作者，例如系統(tǒng)是否正在掃描中，無線功能是否已經(jīng)被開啟等。
[0067]掃描部100帶有參數(shù)設(shè)置按鈕107，方便進(jìn)行測量參數(shù)的設(shè)置。
[0068]掃描部件100與帶有刻度的連接桿108連接時，可用于確定掃描部100在透明筒中的位置深度。
[0069]掃描部100與控制手柄315通過控制線109或無線連接，使操作者能通過控制手柄215控制裝置開始或停止掃描，或開啟/關(guān)閉無線通信功能。
[0070]在使用本發(fā)明的原位掃描裝置時，可以在被觀測植物周圍或者土壤或巖土或其他需要研究的對象中，用土鉆打孔，埋入底部封閉的透明管，將連接桿108、控制線109與后導(dǎo)向部102B相連，將裝置放入透明管中。按下開始/停止掃描開關(guān)317，掃描部件100開始做圓周掃描，掃描完成后可以通過連接桿108變換裝置放入的深度再次進(jìn)行掃描。掃描完成后按下無線傳輸開關(guān)316，通過諸如手機(jī)、電腦或其他終端接收掃描的圖片或文件。完成測量工作后將裝置從根管中取出，卸下連接桿108和控制線109即可。
[0071]本發(fā)明雖然以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動和修改。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何修改、等同變化及修飾，均落入本發(fā)明權(quán)利要求所界定的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種原位掃描裝置，其包括掃描裝置主體和連接桿，所述掃描裝置主體包括: 導(dǎo)向部，包括前導(dǎo)向部和后導(dǎo)向部，用于在向透明管中放置所述掃描裝置主體或從所述透明管中取出所述掃描裝置主體時引導(dǎo)所述掃描裝置主體； 掃描部，用于相對于所述導(dǎo)向部繞軸向轉(zhuǎn)動，對所述透明管外壁進(jìn)行掃描并采集數(shù)據(jù)； 所述掃描部或所述導(dǎo)向部中設(shè)置有電機(jī)，該電機(jī)用于驅(qū)動所述掃描部相對于所述導(dǎo)向部轉(zhuǎn)動； 所述連接桿與所述掃描裝置主體相連接，并在所述掃描裝置主體進(jìn)出所述透明管時牽引所述掃描裝置主體； 其特征在于，所述原位掃描裝置還包括設(shè)置在所述原位掃描裝置主體中的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括:中央處理器，用于所述控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)處理及各部件的控制；電機(jī)驅(qū)動模塊，該電機(jī)驅(qū)動模塊以與所需要的分辨率相對應(yīng)的轉(zhuǎn)速驅(qū)動所述電機(jī)。
2.如權(quán)利要求1所述的原位掃描裝置，其特征在于，所述控制系統(tǒng)設(shè)置有通信模塊，該通信模塊用于通過有線或無線方式與外部終端實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。
3.如權(quán)利要求1所述的原位掃描裝置，其特征在于，所述控制系統(tǒng)設(shè)置有存儲單元或存儲單元接口。
4.如權(quán)利要求1至3任何一項(xiàng)所述的原位掃描裝置，其特征在于，所述控制系統(tǒng)設(shè)置有電源模塊，該電源模塊用于管理和控制所述原位掃描裝置中各部件的休眠、啟動和節(jié)電運(yùn)行，該電源模塊包括用于供電的可充電電池。
5.如權(quán)利要求4所述的原位掃描裝置，其特征在于，所述控制系統(tǒng)設(shè)置有液晶顯示模塊，所述掃描部側(cè)面設(shè)置有與該液晶顯示模塊位置相對應(yīng)的顯示窗口。
6.如權(quán)利要求5所述的原位掃描裝置，其特征在于，所述原位掃描裝置還包括控制手柄，其用于與所述控制系統(tǒng)以無線或有線方式進(jìn)行連接，并實(shí)現(xiàn)控制。
7.如權(quán)利要求6所述的原位掃描裝置，其特征在于，所述前導(dǎo)向部和所述后導(dǎo)向部與所述掃描部之間的接合處設(shè)置有防塵結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求7所述的原位掃描裝置，其特征在于，所述控制系統(tǒng)還包括多個功能按鈕，其設(shè)置在所述掃描部的側(cè)面上，用于設(shè)置所述控制系統(tǒng)的參數(shù)。
9.如權(quán)利要求8所述的原位掃描裝置，其特征在于，所述控制系統(tǒng)還包括多個狀態(tài)指示燈，用于顯示所述控制系統(tǒng)中各部件的運(yùn)行狀態(tài)。
10.如權(quán)利要求9所述的原位掃描裝置，其特征在于，所述前導(dǎo)向部和所述后導(dǎo)向部上設(shè)置有導(dǎo)向輪。
【文檔編號】G01N21/84GK103454279SQ201310399701
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月5日
【發(fā)明者】畢昆, 何競澤, 黃菲菲 申請人:畢昆