[发明专利]植物茎秆表型信息获取装置与方法

权利要求书

1.一种植物茎秆表型信息获取装置，其特征在于，包括螺旋轨道和滑块，所述螺旋轨道围设的区域用于放置植物茎秆；所述螺旋轨道包括导电部和导轨部，所述导电部包括两个相对设置于所述导轨部的两侧的导电片，所述导轨部用于绝缘隔离两个所述导电片；

所述滑块上设有行走机构、图像获取机构以及与所述导电片一一对应的电刷，所述行走机构用于驱动所述滑块沿所述螺旋轨道运动；所述图像获取机构的镜头朝向所述螺旋轨道的内部，以获取所述植物茎秆的表型图像；所述电刷的刷头端滑动连接于所述导电片，所述电刷的输出端电连接于所述行走机构和所述图像获取机构。

2.根据权利要求1所述的植物茎秆表型信息获取装置，其特征在于，所述行走机构包括驱动电机、抵接于所述导轨部的顶面和/或底面的竖直轮以及安装于所述导轨部的两个侧面的水平轮；所述驱动电机的输入端电连接于所述电刷的输出端，所述驱动电机的输出端连接于所述竖直轮和所述水平轮中的一个或者多个。

3.根据权利要求2所述的植物茎秆表型信息获取装置，其特征在于，所述水平轮为齿轮，所述导轨部的侧面设有与所述齿轮相配合的轮齿。

4.根据权利要求1所述的植物茎秆表型信息获取装置，其特征在于，还包括与所述电刷一一对应的压紧组件，所述压紧组件包括连杆和弹簧，所述连杆的一端铰接于所述滑块，所述连杆的另一端铰接于所述电刷的刷头端；所述弹簧的一端固接于所述滑块，所述弹簧的另一端固接于所述连杆的中部。

5.根据权利要求1所述的植物茎秆表型信息获取装置，其特征在于，所述图像获取机构包括摄像头和控制器，所述摄像头的镜头朝向所述植物茎秆，所述控制器内设间歇式启停电路，所述控制器电连接于所述摄像头。

6.根据权利要求5所述的植物茎秆表型信息获取装置，其特征在于，所述图像获取机构还包括无线传输组件，所述摄像头电连接于所述无线传输组件，所述无线传输组件用于将所述摄像头采集的图像信号传输至远端服务器。

7.一种利用如权利要求1至6中任一项所述的植物茎秆表型信息获取装置的方法，其特征在于，包括：

放置植物茎秆于螺旋轨道围设的区域内；

启动行走机构和图像获取机构，驱动滑块从螺旋轨道的一端运动至另一端，获取不同位置下的所述植物茎秆的图像，组成图像序列；

基于所述图像序列，绘制所述植物茎秆的表面全景图；

基于所述表面全景图，获取所述植物茎秆的表型信息。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述启动行走机构和图像获取机构，驱动滑块从螺旋轨道的一端运动至另一端，获取不同位置下的所述植物茎秆的图像，进一步包括：

所述滑块沿所述螺旋轨道自底向上匀速运动，所述图像获取机构间隔预设时间获取所述植物茎秆的图像。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基于所述图像序列，绘制所述植物茎秆的表面全景图，进一步包括：

基于所述图像序列中前后两张图像I_a和I_b的重叠部分计算出I_b相对于I_a变换矩阵；

通过所述变换矩阵将I_b图像上的像素点转到I_a图像坐标系下，得到位于同一坐标系下的两张对应图像；

对两张所述对应图像进行像素减法操作，采用动态规划方法计算剪裁线；

按照所述剪裁线截取I_a和I_b，并拼接为新图像I_a^’；

重复上述操作，直至所有的图像序列融合为一张所述植物茎秆的表面全景图。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基于所述表面全景图，获取所述植物茎秆的表型信息，进一步包括：

在所述表面全景图上找出组成三维结构的图像序列，根据运动恢复结构算法，计算所述三维结构的3D点云数据；

基于3D点云数据，重建节三维模型；

基于所述三维模型，计算所述三维结构的表型信息。