[发明专利]植物叶片表观纹理材质信息采集装置及其采集方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像采集技术，更具体涉及一种植物叶片表观纹理材质信息采集装置。

背景技术

植物三维虚拟仿真是当前植物学、农学、计算机图形学等领域的热点问题之一，影响仿真感效果的重要因素之一是植物叶片表观纹理材质的准确模拟。

传统的方法多采用直接拍摄的方式获得纹理和材质图像，依赖于手工操作，受拍摄者人为因素影响较大，图像质量受光照、环境、角度、技术等多种因素制约，通常难以获得高质量的纹理材质图像。

该领域面临的主要问题是缺乏自动、准确、快速、高效的植物叶片表观纹理材质信息获取技术手段。此外，占用大量人力资源，工作效率低下，难以形成规范化的制作流程，也成为限制植物虚拟仿真效果提升的限制因素。

发明内容

（一）要解决的技术问题

在本发明中，要解决的技术问题是如何提高植物叶片表观纹理材质信息采集的自动化程度。

（二）技术方案

为解决上述技术问题，提供了一种植物叶片表观纹理材质信息采集装置，该装置包括：

箱体，可闭合形成密闭空间，包括放置植物叶片的底板，以及与底板相接的侧板与端板；

移动机构，安装在箱体上，包括位于底板上方的水平横梁；

白光灯，安装在水平横梁下方，用于在底板上形成白光带；

激光定位器，安装在水平横梁上，用于在白光带上形成激光定位点；

照相设备，安装在端板上，镜头对着底板放置植物叶片的区域。

优选地，移动机构还包括：

两条滚珠丝杠导轨，平行于底板分别安装在两块侧板上，水平横梁垂直安装在两条导轨上，可沿着导轨移动。

优选地，移动机构还包括：

两条滚珠丝杠导轨的一端安装步进电机，步进电机由电机驱动器驱动，电机驱动器由运动控制器控制。

优选地，该装置还包括：

底板包括“一”形孔和相对的“T”形孔，底板上布置有压住植物叶片的压线网。

优选地，该装置还包括：

标准材质比对板，放置在底板上，位于植物叶片一侧。

优选地，该装置还包括：

处理设备，连接到照相设备，

处理设备控制照相设备的拍摄开始时间、拍摄频率和拍摄结束时间，

和/或，

处理设备存储拍摄的照片并对照片进行处理得到植物叶片的表观纹理材质数据。

优选地，白光灯被不透光外壳封闭，外壳在与底板相对的下方留有一条出射光线的狭缝。

优选地，箱体下方安装有可调节高度的升降支架。

根据本发明的另一方面，提供了一种植物叶片表观纹理材质信息采集的方法，其特征在于，采用上述装置，该方法包括：

将植物叶片放置底板上，照相设备的镜头对着植物叶片，闭合箱体形成封闭空间；

使用白光灯在底板上形成白光带；

使用激光定位器在白光带上形成激光定位点；

使用移动装置将水平横梁从箱体一端移动到另一端，照相设备以设定的频率连续拍照。

优选地，该方法还包括：

照相设备将连续拍得的照片传送到处理设备，处理设备根据叶片每个点在不同照片上的辐照度，计算该点的反射率，从而获得叶片表观纹理材质数据。

（三）有益效果

本发明采用移动支架、传送机构和白光灯和激光定位器，能连续获得高质量的植物叶片表观纹理材质图像，提高了采集植物叶片表观纹理材质信息的标准化、自动化水平。同时，本发明降低了植物叶片表观纹理材质信息采集的人工成本和操作复杂度，对于提升植物三维虚拟仿真效果有着巨大的现实意义。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明一个实施例的植物叶片表观纹理材质信息采集装置去掉上盖的立体视图。

图2是根据本发明一个实施例的植物叶片表观纹理材质信息采集装置去掉上盖的平面视图。

图3是根据本发明一个实施例的植物叶片表观纹理材质信息采集装置上盖闭合时的立体视图，其中升降支架被放大分离示出。

图4是根据本发明一个实施例的植物叶片表观纹理材质信息采集装置的压线网的平面视图。

具体实施方式