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原文传递一种植物表型三维重构信息获取装置及其控制方法

专利名称：	一种植物表型三维重构信息获取装置及其控制方法
摘要：	本申请公开了一种植物表型三维重构信息获取装置及其控制方法,植物旋转平台固定设置在工作台上，弯折型活动杆设置在工作台的一侧，弯折端平行对应植物旋转平台平面；活动杆对应工作台的台面的一侧设置有深度信息传感器，且与活动杆活动连接，活动范围从弯折端到活动杆与工作台的连接端，活动杆上设置有第一步进电机，植物旋转平台上设置有第二步进电机。深度信息传感器可以在第一步进电机作用下沿着活动杆运动，实现对放置在植物旋转平台上的植物横截面和冠层面的图像采集。植物旋转平台又可以进行360°旋转，进而可以采集到植物360度的多张植物横截面和冠层面的图像用于后期的植物表型三维重建，无需对每张照片再进行复杂的处理。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山东;37
申请人：	山东农业大学
发明人：	李祥;刘宝花;王春颖
专利状态：	有效
申请日期：	2019-01-07T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-10T00:00:00+0800
申请号：	CN201910011953.0
公开号：	CN109738441A
代理机构：	济南誉丰专利代理事务所(普通合伙企业)
代理人：	李茜
分类号：	G01N21/84(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	271018 山东省泰安市岱宗大街61号
主权项：	1.一种植物表型三维重构信息获取装置,其特征在于，包括：工作台(1)、植物旋转平台(2)、活动杆(3)和控制器(4)，其中：所述植物旋转平台(2)固定设置在所述工作台(1)上，所述活动杆(3)设置在所述工作台(1)的一侧，且所述活动杆(3)为弯折型活动杆，所述活动杆(3)的弯折端平行对应所述植物旋转平台(2)的平面，所述控制器(4)设置在所述工作台(1)的边角处；所述活动杆(3)对应所述工作台(1)的台面的一侧设置有深度信息传感器(5)，所述深度信息传感器(5)与所述活动杆(3)活动连接，所述深度信息传感器(5)在所述活动杆(3)上的活动范围从所述弯折端到所述活动杆(3)与所述工作台(1)的连接端，所述活动杆(3)上设置有第一步进电机(6)，所述第一步进电机(6)用于驱动所述深度信息传感器(5)在所述活动杆(3)上运动，所述植物旋转平台(2)上设置有第二步进电机(7)，所述第二步进电机(7)用于驱动所述植物旋转平台(2)旋转运动，所述第一步进电机(6)和所述第二步进电机(7)均与所述控制器(4)电连接。 2.根据权利要求1所述的植物表型三维重构信息获取装置,其特征在于，所述活动杆(3)包括：下杆(8)、曲型上杆(9)、固紧轴(10)和接近开关，所述下杆(8)为横截面是长方形的中空杆，所述曲型上杆(9)的横截面是凸字形，所述下杆(8)一端固定设置在所述工作台(1)上，所述曲型上杆(9)的下端嵌套设置在所述下杆(8)的另一端，所述固紧轴(10)与所述下杆(8)的一侧活动连接，所述固紧轴(10)用于调节所述曲型上杆(9)的高度；所述接近开关包括第一接近开关(11)和第二接近开关(12)，所述第一接近开关(11)设置在所述曲型上杆(9)靠近与所述下杆(8)连接处，所述第二接近开关(12)设置在所述曲型上杆(9)与所述工作台(1)平行段靠近所述曲型上杆(9)弯折点的位置。 3.根据权利要求2所述的植物表型三维重构信息获取装置,其特征在于，所述曲型上杆(9)上端点处内壁设有可转动第一圆杆(13)，所述第一步进电机(6)设置在对应所述第一圆杆(13)的所述曲型上杆(9)的外壁上，且所述第一步进电机(6)的输出轴上固装有第一齿轮，所述第一圆杆(13)一侧设有与所述齿轮啮合的第一齿圈，所述第一步进电机(6)通过第一步进电机(6)输出轴与所述第一圆杆(13)活动连接；所述曲型上杆(9)的弯曲处与下端点处的内壁分别设有可转动第二圆杆(14)和第三圆杆(15)，所述曲型上杆(9)内部设置一刚性绳(16)，且所述刚性绳(16)的形状与所述曲型上杆(9)的曲型状相同，所述刚性绳(16)环绕所述第一圆杆(13)、所述第二圆杆(14)和所述第三圆杆(15)。 4.根据权利要求3所述的植物表型三维重构信息获取装置,其特征在于，所述刚性绳(16)上设置有工型件(17)，所述工型件(17)的一侧与所述所述刚性绳(16)固定连接，所述工型件(17)的另一侧固定设置所述深度信息传感器(5)。 5.根据权利要求4所述的植物表型三维重构信息获取装置,其特征在于，所述工型件(17)设置有多个，且多个所述工型件(17)均匀设置。 6.根据权利要求5所述的植物表型三维重构信息获取装置,其特征在于，所述植物旋转平台(2)包括固定安装在工作台(1)上的转轴(18)和由第二步进电机(7)驱动旋转的转台(19)，所述转轴(18)与所述转台(19)活动连接。 7.根据权利要求6所述的植物表型三维重构信息获取装置,其特征在于，所述转轴(18)与所述转台(19)连接处设置一竖轴(20)，所述竖轴(20)与所述转轴(18)固定连接，所述转台(19)通过所述竖轴(20)与所述转轴(18)活动连接。 8.根据权利要求6或7所述的植物表型三维重构信息获取装置,其特征在于，所述第二步进电机(7)的输出轴固装有第二齿轮，所述转台(19)上设有与所述第二齿轮啮合的第二齿圈，所述第二步进电机(7)通过第二步进电机(7)输出轴与所述转台(19)活动连接。 9.根据权利要求8所述的植物表型三维重构信息获取装置,其特征在于，所述转轴(18)在远离工作台(1)的一端的外圆面设有沿周向均匀分置的凹槽(21)，所述转台(19)上固定设置有朝向所述凹槽(21)的光电传感器(22)，所述光电传感器(22)与控制器(4)电连接。 10.一种植物表型三维重构信息获取装置控制方法，其特征在于，所述方法包括：调整深度信息传感器，使得深度信息传感器处于曲型上杆的竖直方向上，且最下面的传感器与下杆的上平面横向相齐；控制第一步进电机转动，当第一接近开关感应到最下面的深度信息传感器时，控制第一步进电机停止工作；深度信息传感器开始获取深度信息传感器正前方的第一目标植物的植物横截面的深度信息，其中：获取完第一横截面的第一深度信息后，获取第二横截面的第一深度信息，从第一横截面切换到第二横截面转台每次旋转2°，直至旋转一周，所述第一横截面为当前进行深度信息获取的任一植物横截面，所述第二横截面为对应所述第一横截面旋转2°后的植物横截面；再次控制第一步进电机转动，当第二接近开关感应到最后一个深度信息传感器时，控制第一步进电机停止工作；深度信息传感器开始获取深度信息传感器正下方的植物冠层面的的第二深度信息，其中：获取完第一冠层面的第二深度信息后，获取第二冠层面的第二深度信息，从第一冠层面切换到第二冠层面所述转台每次旋转2°，直至旋转一周，所述第一冠层面为当前进行深度信息获取的任一植物冠层面，所述第二冠层面为对应所述第一冠层面旋转2°后的植物横截面；将获取的所有横截面对应的所述第一深度信息和所有冠层面对应的第二深度信息发送给所述控制器；所述第一目标植物的横截面和冠层面的深度信息获取完毕后，控制第一步进电机反向转动，将所述深度信息传感器返回到初始状态位置，以便于获取第二目标植物的深度信息。
所属类别：	发明专利