[发明专利]水稻穗长测量装置及测量方法

说明书

本发明公开了一种水稻穗长测量装置及测量方法，所述装置包括底座、输送机构、支承板、摄像机安装支架、摄像机、收束管和计算机；所述输送机构设置在底座上；所述支承板设置在底座上，并位于输送机构的上方，支承板在自身纵轴线处开有长方形通孔；所述收束管设置在支承板的纵轴线正下方，并位于输送机构的正上方；所述摄像机安装支架设置在支承板的正上方；所述摄像机可移动地设置在摄像机安装支架上，并与计算机连接，摄像机的镜头正对着支承板的长方形通孔中心。本发明通过输送机构将稻穗送入测量装置和送出测量装置，能够将弯曲散乱的稻穗无损地收束变直，降低稻穗形态对利用图像处理方法来测量穗长的准确度的影响。

技术领域

本发明涉及一种水稻穗长测量装置及测量方法，属于机器视觉领域。

背景技术

水稻是中国重要的粮食作物，提高水稻产量是水稻育种的重要目标。水稻穗长与水稻产量密切相关，它决定了每穗最大的着生谷粒数，是重要的水稻表型参数。穗长是指从穗颈节处沿最长的主穗到穗顶部的距离，准确地测量出穗长将会为高产、优质的新水稻品种的筛选提供科学的依据。

目前，水稻穗长测量主要有以下三种方法：

1)人工测量的方法。水稻穗长的传统测量方法是操作人员用手拉直稻穗后再用直尺测量从穗颈节到穗顶部的距离。该方法有以下缺点：一是耗费大量时间和劳动力；二是人工拉直稻穗时容易引起稻穗顶部附近的谷粒脱落和小穗断开，从而对稻穗造成了损伤并且影响了穗长的测量准确度；三是容易因为操作人员的疲劳和疏忽而引入读数误差。

2)上海市农业科学院测试中心的胡传祚团队采用光栅测长的方法来测量穗长。该方法中的位移光栅与光电检测探头采取逻辑“与”的方式，检测到实物后同步进行计长。该方法有以下缺点：一是要求待测的稻穗要从穗颈节处剪下来才能测量出穗长；二是要求待测的稻穗很直才能保证测量精度，从而不适用于弯曲散乱的稻穗。

3)华中科技大学的骆清铭团队采用双相机成像的方法来测量穗长。该方法提出了专门的图像处理算法来识别稻穗并且计算穗长。该方法有以下缺点：一是因为采用了两个摄像头，从而增加了图像采集系统的搭建成本的同时还引入了图像配准误差这个系统误差；二是该方法中的图像处理算法所提取出来的稻穗主路径，因经历过骨架提取和重采样处理，已不能反映稻穗主穗的真实走向，其测量准确度容易受到稻穗弯曲程度、稻穗各小穗形态与位置的影响；三是该方法缺乏稻穗输送机构把稻穗送入测量系统和送出测量系统，需要操作人员手持稻穗，把手伸进封闭式暗室，在合适的位置摆放好稻穗而让摄像机拍摄到正确图像，而且在测量结束后还需要工作人员再次伸手进入封闭式暗室摸索稻穗然后取出稻穗，这对操作人员的专业度和熟练度要求较高，不便于在实际中推广使用。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种水稻穗长测量装置及测量方法，其通过输送机构将稻穗送入测量装置和送出测量装置，能够将弯曲散乱的稻穗无损地收束变直，降低稻穗形态对利用图像处理方法来测量穗长的准确度的影响。

本发明的第一个目的在于提供一种水稻穗长测量装置。

本发明的第二个目的在于提供一种水稻穗长测量方法。

本发明的第一个目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种水稻穗长测量装置，所述装置包括底座、输送机构、支承板、摄像机安装支架、摄像机、收束管和计算机；

所述输送机构设置在底座上；

所述支承板设置在底座上，并位于输送机构的上方，支承板在自身纵轴线处开有长方形通孔；

所述收束管设置在支承板的纵轴线正下方，并位于输送机构的正上方；

所述摄像机安装支架设置在支承板的正上方；

所述摄像机可移动地设置在摄像机安装支架上，并与计算机连接，摄像机的镜头正对着支承板的长方形通孔中心。