專利名稱：一種基于激光和圖像的葉面積測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于溫室環(huán)境作物生長信息測量領(lǐng)域，涉及一種基于激光和圖像的測
量裝置。
背景技術(shù)：
作物葉面積參數(shù)是一項(xiàng)重要的作物生長參數(shù)，利用該參數(shù)可計(jì)算作物的用水量、 蒸騰作用及產(chǎn)量等，因此利用葉面積參數(shù)可分析植物的生長狀況，建立植物生長模型，進(jìn)一 步掌握植物葉片的生長規(guī)律，對于指導(dǎo)生產(chǎn)，制定高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效栽培技術(shù)措施具有積極的 意義。目前葉面積測量方法主要有葉片稱重法、方格法、回歸方程法、葉面積儀法、數(shù)字圖像 法等。稱重法、方格法測量準(zhǔn)確度較高，但是需要將葉片采摘下來稱重，從而對作物的破壞 很大，影響作物的正常生長?；貧w方程法就是利用直尺測量出作物的葉寬和葉長，然后采用 諸如稱重法等方法測量出其實(shí)際面積，建立葉片面積值和葉寬、葉長及葉長寬乘積的回歸 方程，從而就可以根據(jù)測量葉寬和葉長計(jì)算出出葉片的面積。當(dāng)只對某一種作物進(jìn)行測量 時(shí)，葉片的長寬跟葉面積確實(shí)有很大的相關(guān)性，但是不同的作物品種僅通過測量葉片長寬 無法準(zhǔn)確測量出葉片面積。數(shù)字圖像法就是通過統(tǒng)計(jì)葉片圖像的象素?cái)?shù)折算出葉片面積，這個(gè)方法的前提是 必須知道圖像中每個(gè)象素點(diǎn)所代表的實(shí)物面積。兩種測量方法能得出葉片圖像的象素點(diǎn)折 算出的實(shí)際面積值，一種是基于測量系統(tǒng)標(biāo)定測量，另一種是基于參照物標(biāo)定測量。基于系 統(tǒng)標(biāo)定測量方法要求測量前對系統(tǒng)必須進(jìn)行標(biāo)定，而且當(dāng)測量環(huán)境發(fā)生變化時(shí)需要重新對 系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定，不過此方法測量精度高，但是缺乏靈活性與實(shí)用性?；趨⒄瘴飿?biāo)定測量方 法簡單方便，操作靈活，但對參照物要求嚴(yán)格，參照物的面積直接影響葉面積測量值。

實(shí)用新型內(nèi)容技術(shù)問題本實(shí)用新型目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的圖像葉片面積測量技術(shù)中標(biāo)定技術(shù)與裝 置復(fù)雜，不易活體測量，而在溫室生產(chǎn)環(huán)境下，采用激光測量距離，并通過所測得的距離來 確定實(shí)際圖像像素點(diǎn)所代表的面積來測量活體葉片的面積，通過單位土地上的總?cè)~面積就 可以求出葉面積指數(shù)。所采用的裝置操作簡單，可以避免外界環(huán)境的干擾影響測量的精度。技術(shù)方案本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案本實(shí)用新型一種基于激光和圖像的葉面積測量裝置，包括數(shù)碼相機(jī)、葉片夾、激光測距儀、計(jì)算機(jī)、RS-232接口線、USB接口線、固定架和集成開關(guān)，其中數(shù)碼相機(jī)和激光測距 儀固定于固定架上，集成開關(guān)設(shè)置于固定架的手把上并分別與數(shù)碼相機(jī)和激光測距儀的開 關(guān)連接，數(shù)碼相機(jī)通過USB接口線與計(jì)算機(jī)相連，激光測距儀通過RS-232接口線與與計(jì)算 機(jī)相連。優(yōu)選地，所述葉片夾上下為剪刀狀，葉片夾的夾子為十字形，葉片夾底部托夾為白色背景底部。優(yōu)選地，所述葉片夾的十字形壓片夾的材料采用白色塑料材料。優(yōu)選地，所述數(shù)碼相機(jī)平面與被測葉片平面平行。有益效果本實(shí)用新型可以針對測量作物葉片的特定環(huán)境，根據(jù)光學(xué)成像的原理，采用距離 作為確定像素點(diǎn)代表的面積，可以克服現(xiàn)有葉片面積測量需要標(biāo)定而帶來的設(shè)備復(fù)雜、操 作不方便、受環(huán)境影響測量等問題；所采用的裝置便于攜帶，便于作物的活體測量，避免由 于破壞性測量影響作物的生長；葉片夾制作成剪刀狀便于單手操作，十字形可以在保持葉 片展開的時(shí)候而不至于遭到損壞，反光強(qiáng)的背景板和十字形壓片夾便于檢測；通過單位土 地上的總?cè)~面積就可以求出葉面積指數(shù)。

圖1 ；本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)圖圖2;葉片夾結(jié)構(gòu)圖圖3 ；本實(shí)用新型工作流程圖
具體實(shí)施方式如圖1至圖3所示，一種基于激光和圖像的測量葉片面積的裝置，它是由數(shù)碼相機(jī) 1、葉片夾2、激光測距儀3、計(jì)算機(jī)4、RS-232接口線5、USB接口線6、固定數(shù)碼相機(jī)與激光 測距儀的固定架7、數(shù)碼相機(jī)與激光測距儀的集成開關(guān)8、葉面積測量軟件9組成。葉片夾 2是為了使葉子伸展開，用左手手持葉片夾，葉片夾上下為剪刀狀，壓片夾子為十字形，底部 托夾為白色背景底部，十字形壓片夾的材料采用反光強(qiáng)度較強(qiáng)的白色材料，便于在圖像處 理中檢測到干擾物，從而可以進(jìn)行填充；數(shù)碼相機(jī)1和激光測距儀3固定在固定架7上，數(shù) 碼相機(jī)1通過USB接口線6與計(jì)算機(jī)4相連，激光測距儀3通過RS-232接口線5與計(jì)算機(jī) 相連，按下集成開關(guān)8就可以同時(shí)采集葉片圖片和距離，葉面積測量軟件9根據(jù)距離就可以 算出葉片的面積；數(shù)碼相機(jī)與激光測距儀的集成開關(guān)8與激光測距儀3和數(shù)碼相機(jī)的開關(guān) 相連，安裝在固定數(shù)碼相機(jī)與激光測距儀的固定架7的手把上，便于操作；數(shù)碼相機(jī)1平面 與被測葉片平面平行。
權(quán)利要求1.一種基于激光和圖像的葉面積測量裝置，其特征在于包括數(shù)碼相機(jī)(1)、葉片夾 (2)、激光測距儀(3)、計(jì)算機(jī)(4)、RS-232接口線(5)、USB接口線(6)、固定架(7)和集成開 關(guān)(8)，其中數(shù)碼相機(jī)(1)和激光測距儀(3)固定于固定架(7)上，集成開關(guān)(8)設(shè)置于固 定架(7)的手把上并分別與數(shù)碼相機(jī)⑴和激光測距儀(3)的開關(guān)連接，數(shù)碼相機(jī)⑴通 過USB接口線(6)與計(jì)算機(jī)(4)相連，激光測距儀C3)通過RS-232接口線( 與與計(jì)算機(jī)相連。
2.根據(jù)權(quán)力要求1所述的一種基于激光和圖像的葉面積測量裝置，其特征在于所述葉 片夾(2)上下為剪刀狀，葉片夾O)的夾子為十字形，葉片夾(2)底部托夾為白色背景底部。
3.根據(jù)權(quán)力要求2所述的一種基于激光和圖像的葉面積測量裝置，其特征在于所述葉 片夾O)的十字形壓片夾的材料采用白色塑料材料。
4.根據(jù)權(quán)力要求1所述的一種基于激光和圖像的葉面積測量裝置，其特征在于所述數(shù) 碼相機(jī)(1)平面與被測葉片平面平行。
專利摘要本實(shí)用新型公布了一種基于激光和圖像的葉面積測量裝置，包括數(shù)碼相機(jī)、葉片夾、激光測距儀、計(jì)算機(jī)、RS-232接口線、USB接口線、固定架和集成開關(guān)，其中數(shù)碼相機(jī)和激光測距儀固定于固定架上，集成開關(guān)設(shè)置于固定架的手把上并分別與數(shù)碼相機(jī)和激光測距儀的開關(guān)連接，數(shù)碼相機(jī)通過USB接口線與計(jì)算機(jī)相連，激光測距儀通過RS-232接口線與與計(jì)算機(jī)相連。本實(shí)用新型可以針對測量作物葉片的特定環(huán)境，根據(jù)光學(xué)成像的原理，采用距離作為確定像素點(diǎn)代表的面積，設(shè)備簡單、操作方便、受環(huán)境影響??；所采用的裝置便于攜帶，便于作物的活體測量，避免由于破壞性測量影響作物的生長。
文檔編號(hào)G01B11/28GK201876247SQ20102055278
公開日2011年6月22日 申請日期2010年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月29日
發(fā)明者王定成 申請人:南京信息工程大學(xué)