[发明专利]绿叶菜表型特征的全生长周期原位自动采集系统

说明书

一种绿叶菜表型特征的全生长周期原位自动采集系统，包括：通过可编程时间控制模块分别与图像采集模块、嵌入式控制模块、继电器机械接口模块和拍摄优化模块相连的电源模块，其中：可编程时间控制模块向各模块传输电源模块供电通断的控制信息，嵌入式控制模块通过继电器机械接口模块与图像采集模块相连并传输拍摄、对焦或开关控制信息以实现自动化图像采集，嵌入式控制模块通过继电器机械接口模块与拍摄优化模块相连并发出相关控制指令、输出相关控制动作。本发明综合机器视觉分析处理技术和对普通数码相机的自动控制技术，能够实现非接触式的无损测量。在绿叶菜保持原位的条件下进行自动的植物全生长周期表型特征采集，无需人工在旁操作或看管。

技术领域

本发明涉及的是一种农业领域的技术，具体是一种绿叶菜表型特征的全生长周期原位自动采集系统。

背景技术

植物表型特征的动态变化是植物水分诊断、生长实时检测和植物生长建模的重要依据。现有表型信息采集多为破坏性的离线采集，即无法实现对同一采集对象表型特征的全生长周期连续采集提取。当需要原采集时，一般采用人工定时、定点采集的方式，自动化程度不高。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种绿叶菜表型特征的全生长周期原位自动采集系统，综合利用机器视觉分析处理技术和对普通数码相机的自动控制技术，实现对绿叶菜表型特征的全生长周期表型特征原位自动采集。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括：可编程时间控制模块、图像采集模块、嵌入式控制模块、继电器机械接口模块、电源模块和拍摄优化模块，其中：可编程时间控制模块分别与图像采集模块、嵌入式控制模块和拍摄优化模块相连并传输电源模块供电通断的控制信息并根据绿叶菜全生长周期表型特征拍摄需要设定工作循环时间，当需要进行拍摄工作时自动接通电源模块，在图像采集模块的工作间隙切断电源以实现节省能耗，图像采集模块的数码相机通过控制线缆与继电器机械接口模块相连接并通过继电器机械接口模块模拟图像采集模块的控制按钮的机械触点得以实现图像采集模块的拍摄、对焦或开关控制来完成采集过程，嵌入式控制模块通过继电器机械接口模块与拍摄优化模块相连并当图像采集模块对绿叶菜进行图像拍摄时，拍摄优化模块通过测光传感器来控制固定在光源固定支架上的补光光源进行补光以提升成像质量，保证图像采集时的光照条件基本一致。

所述的继电器机械接口模块包括四个继电器，其中：第一至第三继电器均设有常开触点和公开触点，第一继电器的第一常开触点和第一公共触点分别与图像采集模块的开关机械触点连接控制相机开关，第二继电器的第二公共触点与第三继电器的第三公共触点通过导线并联形成第五公共触点，第二继电器的第二常开触点和第五公共触点均与图像采集模块的对焦触点连接以实现图像采集模块自动对焦功能，第三继电器的第三常开触点和第五公共触点均与图像采集模块的拍摄触点连接以实现图像采集模块的拍摄功能。

所述的图像采集模块布置在采样对象的侧方，用于采集其表型特征，其具体包括CCD数码相机和相机支架，其中：设置于相机支架上的CCD数码相机对绿叶菜进行图像拍摄。

所述的相机支架顶部设有固定螺丝，数码相机可通过自身底部的固定孔与之相连固定，数码相机控制按钮的机械触点分别用导线引出，并与对应的继电器接口模块的机械触点相连。

所述的拍摄优化模块包括：测光传感器、补光光源和光源固定支架，其中：测光传感器分别与可编程时间控制模块和嵌入式控制模块相连。

所述的电源模块包括：220V交流电源子模块和5V直流电源子模块，其中：220V交流电源子模块为整个系统供电，5V直流电源子模块可将220V交流电转化为5V直流电并分别为图像采集模块、嵌入式控制模块、继电器机械接口模块供电。

技术效果