[发明专利]水稻穗长的自动测量装置及测量方法

权利要求书

1.    一种稻穗长度自动测量装置，其特征在于，包括机架、样品放置板、细节相机、全景相机、前景光源、背景光源、图像采集卡、计算机、电源，所述样品放置板安装在机架内，用于放置稻穗茎杆，所述细节相机、全景相机分别通过机架安装在样品放置板上方，细节相机用于拍摄稻穗茎杆部分的细节图像，全景相机用于拍摄稻穗的全景图像；细节相机、全景相机分别通过图像采集卡与计算机相连，前景照明光源安装在样品放置板上方，主要用于为所述细节相机提供前景照明；背景光源安装在样品放置板下方，主要用于为所述全景相机提供背景照明；所述计算机接收所述图像采集卡输入的图像，并进行图像处理，测量出稻穗长度，所述电源为前景光源、背景光源、计算机供电。

2.      根据权利要求1所述的稻穗长度自动测量装置，其特征在于，所述背景光源和样品放置板之间均匀分布安装风扇，用于所述背景光源的散热。

3.     根据权利要求2所述的稻穗长度自动测量装置，其特征在于，所述背景光源为LED光源。

4.     根据权利要求3所述的稻穗长度自动测量装置，其特征在于还包括控制单元，所述控制单元与所述计算机通信连接，并连接所述背景光源，控制背景光源的亮灭。

5.     根据权利要求4所述的稻穗长度自动测量装置，其特征在于还包括控制开关，所述控制开关连接所述控制单元。

6.     一种稻穗长度自动测量装置的测量方法，其特征在于包括以下步骤：

接通电源，启动计算机，点亮前景光源；将一穗稻穗放置在样品放置板上；启动控制开关，控制开关通过控制单元向计算机发出开始测量信号，计算机通知控制单元点亮背景光源，计算机控制细节相机、全景相机对所放置稻穗拍摄穗颈节细节图像和稻穗全景图像，并通过图像采集卡收集所摄图像；计算机处理图像，计算出穗长结果。

7.     根据权利要求6所述的稻穗长度自动测量装置的测量方法，其特征在于，在所述计算机处理图像，计算出穗长结果后，计算机发送指令给控制单元，控制单元熄灭背景光源；背景光源熄灭提醒测量者本次测量完成，可以更换稻穗，进行下一稻穗的测量。

8.     根据权利要求6或7所述的稻穗长度自动测量装置的测量方法，其特征在于，所述计算机处理图像，计算出穗长结果的步骤包括以下具体步骤：

对稻穗全景图像处理得到稻穗的外轮廓；

对穗颈节细节图像处理识别出穗颈节的位置；

将穗颈节的位置映射回全景图像，得到穗颈节在全景图像中的位置，将该位置作为穗长计算路径的终点；

从稻穗外轮廓图像穗尖部开始搜索至穗颈节的路径，并计算路径长度，该路径长度即为穗长。

9.     根据权利要求8所述的稻穗长度自动测量装置的测量方法，其特征在于，所述从稻穗外轮廓图像穗尖部开始搜索至穗颈节的路径，并计算路径长度包括以下步骤：

从稻穗外轮廓图像穗尖部开始扫描，首次出现轮廓点的扫描行为穗长起始行，

若该行只有一个轮廓点，则该轮廓点即为起始路径点；若有多个轮廓点，则取最左边轮廓点与最右边轮廓点之间的中点作为起始路径点，

步骤i、隔k行作一次扫描，k为小于20的整数，找到该扫描行的所有轮廓点，

计算该扫描行所有轮廓点两两之间的中点，

判断该中点为稻穗全景图像的前景点或背景点，若为背景点，则舍弃该点；

计算该行中所有为前景点的中点到上一个路径点的水平方向即横坐标距离，距离最近的中点作为穗长计算的路径点，

重复步骤i，直到扫描到穗颈节位置停止，

计算全部路径点之间的欧式距离和，即得到被测稻穗的穗长。