植物生長細(xì)微過程圖像連續(xù)獲取系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種植物生長細(xì)微過程圖像連續(xù)獲取系統(tǒng)，涉及植物信息監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，該系統(tǒng)包括箱體和安裝于箱體一側(cè)的圖像采集盒；所述箱體，用于容納待測(cè)植物被拍攝部分，使得所述待測(cè)植物被拍攝部分與外界光線相隔離；所述圖像采集盒，用于采集待測(cè)植物被拍攝部分的圖像。該系統(tǒng)采用所述箱體的封閉環(huán)境，維持均勻的光照強(qiáng)度，去除外界環(huán)境因素的干擾；該系統(tǒng)還采用了設(shè)于箱體上的圖像采集盒，通過融合算法實(shí)現(xiàn)了深度圖像、紅外圖像和可見光彩色圖像的疊加與融合，融合后獲得的序列圖像能夠真實(shí)細(xì)微的反應(yīng)植物生長發(fā)育形態(tài)的變化，對(duì)研究植物的生長發(fā)育規(guī)律，構(gòu)建植物生長發(fā)育模型，制定合理的栽培促控措施有著重要的意義。
【專利說明】植物生長細(xì)微過程圖像連續(xù)獲取系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及植物信息監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種植物生長細(xì)微過程圖像連續(xù)獲取系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]植物的生長發(fā)育是一個(gè)細(xì)微、漸變、累加的過程，傳統(tǒng)的時(shí)空離散性測(cè)量方式在測(cè)量精度和測(cè)量頻率上很難滿足定量化研究所需的時(shí)空分辨率。忽略了植物生長運(yùn)動(dòng)重要的過程數(shù)據(jù)，導(dǎo)致對(duì)一些重要的生命現(xiàn)象和生命規(guī)律認(rèn)識(shí)不充分。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)植物生長的采集一般都采用對(duì)植物葉片進(jìn)行拍攝，并將拍攝到的圖像進(jìn)行采集和分析，然后將圖像信息通過遠(yuǎn)程服務(wù)器傳送給遠(yuǎn)程終端供工作人員參考和操作。此采集過程沒有相對(duì)封閉的可控環(huán)境，外界都會(huì)影響植物生長細(xì)微圖像的獲取效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004](一)要解決的技術(shù)問題
[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:如何設(shè)計(jì)一種不受外界因素影響的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
[0006](二)技術(shù)方案
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種植物生長細(xì)微過程圖像連續(xù)獲取系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括箱體和安裝于箱體一側(cè)的圖像采集盒；
[0008]所述箱體，用于容納待測(cè)植物被拍攝部分，使得所述待測(cè)植物被拍攝部分與外界光線相隔離；
[0009]所述圖像采集盒，用于采集待測(cè)植物被拍攝部分的圖像。
[0010]優(yōu)選的，所述箱體的內(nèi)壁由不透光材料制成；或，
[0011]所述箱體的內(nèi)壁均勻涂抹有黑色涂料。
[0012]優(yōu)選的，所述系統(tǒng)還包括夾持器，所述夾持器設(shè)于箱體上、且位于與所述圖像采集盒相對(duì)的一側(cè)，與所述夾持器相鄰的一側(cè)設(shè)有狹縫，所述狹縫用于將待測(cè)植物被拍攝部分伸入箱體內(nèi)。
[0013]優(yōu)選的，所述箱體上安裝有夾持器的一側(cè)能夠打開，便于固定待測(cè)植物的被拍攝部分。
[0014]優(yōu)選的，所述系統(tǒng)還包括設(shè)置于所述箱體上的通風(fēng)扇、溫度調(diào)節(jié)板和增濕器；
[0015]所述通風(fēng)扇，用于保持箱體內(nèi)氣體組分穩(wěn)定；
[0016]所述溫度調(diào)節(jié)板，用于調(diào)節(jié)箱體內(nèi)的溫度；
[0017]所述增濕器，用于調(diào)節(jié)箱體內(nèi)空氣濕度。
[0018]優(yōu)選的，所述系統(tǒng)還包括安裝在箱體頂端的光源，所述光源的供電電源為恒流源，用于保證所述箱體內(nèi)的光照強(qiáng)度穩(wěn)定。
[0019]優(yōu)選的，所述圖像采集盒包括深度相機(jī)、紅外相機(jī)、可見光彩色相機(jī)和帶動(dòng)所述可見光彩色相機(jī)旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)裝置；[0020]所述深度相機(jī)和紅外相機(jī)拍攝的圖像進(jìn)行第一圖像融合，以獲得融合圖像；
[0021]所述可見光彩色相機(jī)在運(yùn)動(dòng)裝置的帶動(dòng)下使待測(cè)植物被拍攝部分在所述可見光彩色相機(jī)的成像視野范圍內(nèi)，獲取待測(cè)植物被拍攝部分的圖像，并與所述融合圖像進(jìn)行第
二圖像融合。
[0022]優(yōu)選的，所述紅外相機(jī)鏡頭安裝有濾光片。
[0023]本發(fā)明還提供了一種基于權(quán)利要求7所述系統(tǒng)的第一圖像融合的方法，該方法包括如下步驟:
[0024]S1、將安裝于圖像采集盒上的深度相機(jī)和紅外相機(jī)的初始位置采用帶有圓孔的標(biāo)定板進(jìn)行標(biāo)定，并記錄下標(biāo)定平板上圓孔中心位置的三維坐標(biāo)；
[0025]S2、根據(jù)下式計(jì)算所述深度圖像的像素坐標(biāo)與紅外圖像的像素坐標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，
[0026]Xn=A [R01 tev] P^1Xd


[0027]其中，A是紅外相機(jī)鏡頭和C⑶參數(shù)構(gòu)成的矩陣
【權(quán)利要求】
1.一種植物生長細(xì)微過程圖像連續(xù)獲取系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括箱體和安裝于箱體一側(cè)的圖像采集盒； 所述箱體，用于容納待測(cè)植物被拍攝部分，使得所述待測(cè)植物被拍攝部分與外界光線相隔離； 所述圖像采集盒，用于采集待測(cè)植物被拍攝部分的圖像。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述箱體的內(nèi)壁由不透光材料制成；或， 所述箱體的內(nèi)壁均勻涂抹有黑色涂料。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括夾持器，所述夾持器設(shè)于箱體上、且位于與所述圖像采集盒相對(duì)的一側(cè)，與所述夾持器相鄰的一側(cè)設(shè)有狹縫，所述狹縫用于將待測(cè)植物被拍攝部分伸入箱體內(nèi)。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述箱體上安裝有夾持器的一側(cè)能夠打開，便于固定待測(cè)植 物的被拍攝部分。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括設(shè)置于所述箱體上的通風(fēng)扇、溫度調(diào)節(jié)板和增濕器； 所述通風(fēng)扇，用于保持箱體內(nèi)氣體組分穩(wěn)定； 所述溫度調(diào)節(jié)板，用于調(diào)節(jié)箱體內(nèi)的溫度； 所述增濕器，用于調(diào)節(jié)箱體內(nèi)空氣濕度。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括安裝在箱體頂端的光源，所述光源的供電電源為恒流源，用于保證所述箱體內(nèi)的光照強(qiáng)度穩(wěn)定。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像采集盒包括深度相機(jī)、紅外相機(jī)、可見光彩色相機(jī)和帶動(dòng)所述可見光彩色相機(jī)旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)裝置； 所述深度相機(jī)和紅外相機(jī)拍攝的圖像進(jìn)行第一圖像融合，以獲得融合圖像； 所述可見光彩色相機(jī)在運(yùn)動(dòng)裝置的帶動(dòng)下使待測(cè)植物被拍攝部分在所述可見光彩色相機(jī)的成像視野范圍內(nèi)，獲取待測(cè)植物被拍攝部分的圖像，并與所述融合圖像進(jìn)行第二圖像融合。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述紅外相機(jī)鏡頭安裝有濾光片。
9.一種基于權(quán)利要求7所述系統(tǒng)的第一圖像融合的方法，其特征在于，包括如下步驟: s1、將安裝于圖像采集盒上的深度相機(jī)和紅外相機(jī)的初始位置采用帶有圓孔的標(biāo)定板進(jìn)行標(biāo)定，并記錄下標(biāo)定平板上圓孔中心位置的三維坐標(biāo)； s2、根據(jù)下式計(jì)算所述深度圖像的像素坐標(biāo)與紅外圖像的像素坐標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，
Xn=A [RO |tev] P^1Xd 其中，A是紅外相機(jī)鏡頭和CXD參數(shù)構(gòu)成的矩陣，
10.一種基于權(quán)利要求7所述系統(tǒng)的第二圖像融合的方法，其特征在于，包括如下步驟:S1、將安裝于圖像采集盒上的深度相機(jī)和可見光彩色相機(jī)的初始位置采用帶有圓孔的標(biāo)定板進(jìn)行標(biāo)定，并記錄下標(biāo)定板上圓孔中心位置的三維坐標(biāo)； S2、根據(jù)下式計(jì)算所述深度圖像的像素坐標(biāo)與可見光彩色圖像的像素坐標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，
Xnl=C [RO2 Itev2] P-1Xd 其中，C是可見光彩色相機(jī)鏡頭和C⑶參數(shù)構(gòu)成的矩陣，
【文檔編號(hào)】G01C11/00GK103983249SQ201410157999
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年4月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月18日
【發(fā)明者】郭新宇, 王傳宇, 肖伯祥, 吳升, 溫維亮 申請(qǐng)人:北京農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心