[发明专利]一种作物节单位表观信息获取装置及方法

说明书

本发明实施例提供一种作物节单位表观信息获取装置及方法，该装置包括旋转环、节单位固定机构、支撑臂、可见光图像传感器、3D景深传感器和数据融合处理模块；节单位固定机构一端固定，另一端与植物节单位固定连接，旋转环的内侧嵌套连接于节单位固定机构的底端，旋转环的外侧通过支撑臂分别连接可见光图像传感器和3D景深传感器。本发明通过旋转环带动支撑臂、可见光图像传感器和3D景深传感器围绕植物节单位旋转，采集植物节单位的图像信息和景深信息，进而分析获取植物节单位的表观信息，实现对植物节单位表观信息的自动化获取；可见光图像传感器和3D景深传感器获取的信息覆盖整个节单位表面，使获取的植物节单位表观信息更加完整。

技术领域

本发明涉及农作物监测技术领域，尤其涉及一种作物节单位表观信息获取装置及方法。

背景技术

节单位(茎秆、叶鞘、叶片)是作物生长发育的基本器官组成单位，对节单位表观信息的获取有利于建立作物的生长发育模型，提供作物冠层三维重建的基础约束性信息，是作物表型组学研究的关键技术。目前，对节单位表观信息的获取一般采用人工观察记录或使用图像采集设备拍摄图像。上述方式虽然简单易行，但自动化程度不高、难以大规模开展，已经成为制约作物表型组学发展的瓶颈问题。

传统对节单位表观信息的获取方法一般采用人工观察记录或使用图像采集设备拍摄图像。存在以下两点缺陷：(1)作物节单位表观信息获取没有自动化配套设备，无法实现自动化和在线化；(2)获取的表观信息分散程度冗余程度较高，无法包含作物节单位整个表面信息，无法进行后续的表型信息计算分析，例如形态、颜色、纹理信息的提取计算。

发明内容

本发明实施例提供一种作物节单位表观信息获取装置及方法，用以解决现有节单位表观信息的获取方法获取的表观信息分散程度冗余程度较高的缺陷，实现完整获取植物节单位表观信息。

第一方面，本发明实施例提供一种作物节单位表观信息获取装置，包括旋转环、节单位固定机构、支撑臂、可见光图像传感器、3D景深传感器和数据融合处理模块；所述节单位固定机构一端固定，另一端与植物节单位固定连接，所述旋转环的内侧嵌套连接于节单位固定机构的底端，所述旋转环的外侧通过支撑臂分别连接可见光图像传感器和3D景深传感器；

所述旋转环用于带动支撑臂、可见光图像传感器和3D景深传感器围绕植物节单位旋转；所述数据融合处理模块分别连接可见光图像传感器和3D景深传感器，用于根据可见光图像传感器采集的图像信息和3D景深传感器采集的景深信息，分析获取节单位表观信息。

其中，所述节单位固定机构为圆柱体结构，所述节单位固定机构的下端水平固定，所述节单位固定机构的上端固定有植物节单位。

其中，所述旋转环为圆环型结构，所述旋转环的内侧与所述节单位固定机构的外侧滑动连接，所述旋转环的外侧固定支撑杆的一端，所述支撑杆的另一端分别连接可见光图像传感器和3D景深传感器。

其中，所述旋转环和节单位固定机构的中心线重合，且所述植物节单位竖直固定于节单位固定机构的上端。

第二方面，本发明实施例提供一种作物节单位表观信息获取装置的作物节单位表观信息获取方法，包括：

将植物节单位固定于节单位固定机构，启动旋转环绕节单位固定机构旋转；

可见光图像传感器采集植物节单位的图像信息，3D景深传感器采集植物节单位的景深信息；

根据植物节单位的图像信息和景深信息，分析获取植物节单位的表观信息。

其中，所述根据植物节单位的图像信息和景深信息，分析获取植物节单位的表观信息具体包括：

可见光图像传感器环绕植物节单位旋转，采集植物节单位的图像序列；

根据所述可见光图像序列和植物节单位的景深信息，截取植物节单位包含景深信息的图像序列；