[实用新型]一种用于植株三维重建的图像序列快速采集装置

说明书

本实用型新型公开了一种用于植株三维重建的图像序列快速采集装置，主要由高通量旋转平台、相机位姿调整装置、金属框架组成。其特征在于：高通量旋转平台通过伺服电机控制多孔旋转载台的旋转，使得植株处在工业CCD视角内，自旋转台进行旋转配合工业CCD采集植株的图像信息，米字齿底座花盆底部米字齿的设计可防止植株发生偏移，十字挡板可防止图像重叠，花伞灯用于补光，步进电机控制丝杠旋转，使得工业CCD在三个维度可调，实现植株图像序列快速采集。本实用型新型通过相机位姿调整装置调整工业CCD的位置，通过高通量旋转平台控制植株位置，从而实现对植株三维重建图像序列的快速采集，具有成本低、高通量、操控性强等特点。

技术领域

本实用新型属于三维图像信息技术领域，特别涉及一种用于植株三维重建的图像序列快速采集装置。

背景技术

对植株进行三维重建以检测植株表型性状是当今农业技术领域研究的热点问题，而对植株图像信息的采集是重建过程中的重要步骤。目前主流的方法，一种是通过激光传感器、红外相机等能够采集植株深度信息的设备进行图像采集，但这类装置往往成本较高、使用不方便，并且采集到的图像信息需要经过一系列的处理，而很难得到直观的预期结果；另一种是通过多视角相机的方法，从不同角度采集植株信息进而进行重建，但往往需要解决采集速度和旋转精度的矛盾。

该领域一直以来认为解决上述问题的关键在于提出更高水平的算法或对相机及旋转装置进行技术上的革新；但至今为止仍未有在保证旋转精度不变的情况下大幅提高采集速度的算法提出，同时对相机和旋转机构的选择和优化上也达到了一定瓶颈。

而以上方法都是从采集设备、转动机构的选择以及算法优化上对采集效率进行提高，但在采集速度的提升同时往往带来精度的下降。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种用于植株三维重建的图像序列快速采集装置，其具有较好的实用性，能同时兼顾图像采集的速度和植株旋转精度。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种用于植株三维重建的图像序列快速采集装置，包括金属框架1、高通量旋转平台和相机位姿调整装置，所述金属框架1底部中央设置有水平的铝合金支架12，所述高通量旋转平台包括带有若干自旋转台7的多孔旋转载台13，每个自旋转台7上设置一个用于承载植株的米字齿底座花盆6，多孔旋转载台13通过旋转平台支撑板9、旋转平台支撑柱10及滑动配合件11固定在铝合金支架12上，伺服电机8连接多孔旋转载台13控制其旋转，所述相机位姿调整装置包括安装在相机连接杆14上的工业CCD15，相机连接杆14与XYZ三向的丝杠体系连接，带动工业CCD15在XYZ三个维度上进行调整，进行米字齿底座花盆6中植株图像序列的快速采集。

所述金属框架1由铝合金件通过支架紧固件2和螺钉3组装而成，所述丝杠体系固定在金属框架1的顶部。

所述多孔旋转载台13上的每个孔中设置一个自旋转台7，自旋转台7是具有自旋转功能的载台装置，所述米字齿底座花盆6底部的米字齿与自旋转台7上的凹槽相对应，用于在旋转过程中固定米字齿底座花盆6，防止植株位置发生偏移。

所述自旋转台7包括一个方形底座，方形底座的四周各设有两个螺纹孔，用于旋入螺钉后固定在多孔旋转载台13上相应位置，方形底座下方为中空，其中安装有力矩电机以驱动自旋转台7中间的转轴旋转，转轴顶部安置刻有米字齿凹槽的旋转托盘，用于承载米字齿底座花盆6自旋转。

所述多孔旋转载台13上安装有四个自旋转台7，并安装十字挡板5将各自旋转台7隔开，保证自旋转台7旋转过程中工业CCD15的视角下仅有一株植株。

所述十字挡板5上安装有花伞灯4，用于拍摄过程中的光照补充。