[发明专利]一种石斛生长参数无损在线测定装置及其测定方法

说明书

本发明公开一种石斛生长参数无损在线测定装置，包括机架、传送机构、升降电机、旋转电机、拍摄架、侧视拍摄装置、俯视拍摄装置、转盘、托盘和到位传感器；传送机构和升降电机均安装于机架上，传送机构包括两条传送带，两条传送带之间具有间距，托盘放置于两条传送带上，升降电机位于传送机构的下方，升降电机的伸缩杆位于间距内，旋转电机的伸缩杆上安装旋转电机，旋转电机与转盘连接，升降电机的伸缩杆伸缩带动转盘托起托盘至拍摄高度，托盘上放置石斛花盆；拍摄架安装于机架且位于升降电机的侧面，侧视拍摄装置和俯视拍摄装置分别安装于拍摄架上，侧视拍摄装置用以拍摄石斛的侧视图，俯视拍摄装置用以拍摄石斛的俯视图。

技术领域

本发明涉及植株生长参数测定技术领域，特别涉及一种石斛生长参数无损在线测定装置及其测定方法。

背景技术

早在二十世纪七十年代，机器视觉技术就被运用于农业相关领域，现阶段，机器视觉在农业上主要应用于生长状况监测，产品品质监测与分级，自动化生产等领域。山东理工大学的王加强(2008)研究了利用机器视觉测量组培苗的生长数据，通过数码相机捕获图片，图片经过计算机程序算法处理，在计算机上构建包含组培苗高度等其他数据的组培苗3D模型，计算机再自动计算出组培苗的各项数据。南京农业大学的Guoxiang Sun et al.(2019)研究了黄瓜参数在线无损测量技术，运用图像处理技术把从相机获取的黄瓜俯视图分割后计算出其面积和其他参数，并于实际测得的数据相比较，反向推演建立出黄瓜的模型，再从模式中计算出黄瓜茎的高度、半径、叶片数量、结果数量。中国农业大学的朱德利等(2018)研究出了一个可获取玉米粒三维特征的考种装置，将玉米粒放置于该装置的两块垂直的标定板间，利用透视变换获取玉米粒不同角度的图像，再通过图像处理测量其长、宽、高，可获取和分析脱穗之后的玉米种粒三维特征。中国农业部的韩东等(2018)研究了玉米雄穗3D外形数据自动的测量，使用相机从多个角度拍摄玉米雄穗，经计算机程序算法处理重构其3D点云模型，模型包含有玉米雄穗的外型信息，通过算法可计算出需要的数据，提取到玉米雄穗外形的相关数据。挪威科技大学的Eirik B.Njaastad et al.(2019)采用光谱形状分析法检测大型船舶的螺旋桨，在场景中获取图像，先使用Laplace-Beltrami算子识别出场景中的螺旋桨叶片，分析叶片的光谱形状，与标准螺旋桨叶片模型比较，确定螺旋桨具体位置和方向，再使用3D摄像机拍摄螺旋桨，检测螺旋桨是否符合标准。华南理工大学的Gangfeng Xiao et al.(2019)研究了精度测量锥形旋转工件尺寸方法，采集工作中旋转的圆锥形工件图像，提取感兴趣区域后经过图像处理检查出圆锥的边缘，再编写程序算法，计算测量出圆锥形工件的表型参数。

目前，利用机器视觉实现自动测量的应用较多的是在工业上，对于农作物来说，不同于工业上每一产品形状、大小都相同，农作物同一品种只是外形大致相似，实则细节大不相同，测量难度较高。针对不同的研究对象，利用机器视觉实现自动测量的实际方法差异很大，需要根据研究物体的特征编写计算机程序算法以获取参数。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种石斛生长参数无损在线测定装置，解决了现有利用机器视觉实现农作物自动测量难度较高的问题。

本发明的另一目的在于，提供一种上述石斛生长参数无损在线测定装置的测定方法。

本发明的技术方案为：一种石斛生长参数无损在线测定装置，包括机架、传送机构、升降电机、旋转电机、拍摄架、侧视拍摄装置、俯视拍摄装置、转盘、托盘和到位传感器；

所述传送机构和升降电机均安装于机架上，传送机构包括两条传送带，两条传送带之间具有间距，托盘放置于两条传送带上，升降电机位于传送机构的下方，升降电机的伸缩杆位于间距内，旋转电机的伸缩杆上安装旋转电机，旋转电机与转盘连接，升降电机的伸缩杆伸缩带动转盘托起托盘至拍摄高度，托盘上放置石斛花盆；

拍摄架安装于机架且位于升降电机的侧面，侧视拍摄装置和俯视拍摄装置分别安装于拍摄架上，侧视拍摄装置用以拍摄石斛的侧视图，俯视拍摄装置位于石斛的上方，用以拍摄石斛的俯视图；