[发明专利]一种石斛生长参数无损在线测定装置及其测定方法

权利要求书

1.一种石斛生长参数无损在线测定装置，其特征在于，包括机架、传送机构、升降电机、旋转电机、拍摄架、侧视拍摄装置、俯视拍摄装置、转盘、托盘和到位传感器；

所述传送机构和升降电机均安装于机架上，传送机构包括两条传送带，两条传送带之间具有间距，托盘放置于两条传送带上，升降电机位于传送机构的下方，升降电机的伸缩杆位于间距内，旋转电机的伸缩杆上安装旋转电机，旋转电机与转盘连接，升降电机的伸缩杆伸缩带动转盘托起托盘至拍摄高度，托盘上放置石斛花盆；

拍摄架安装于机架且位于升降电机的侧面，侧视拍摄装置和俯视拍摄装置分别安装于拍摄架上，侧视拍摄装置用以拍摄石斛的侧视图，俯视拍摄装置位于石斛的上方，用以拍摄石斛的俯视图；

到位传感器安装于机架上，到位传感器与升降电机电性连接，到位传感器检测到托盘传送至升降电机上方时，到位传感器输出信号至升降电机，驱动升降电机运动；

其中，石斛花盆置于所述托盘上随传送带运动，所述到位传感器检测到所述托盘传送至所述升降电机上方时，所述传送机构停止运行，所述到位传感器输出信号至所述升降电机，驱动所述升降电机运动，所述升降电机的伸缩杆伸出使所述转盘托起所述托盘至拍摄高度；

所述侧视拍摄装置和所述俯视拍摄装置分别对石斛进行拍摄后，所述旋转电机工作带动所述转盘转动，所述转盘转动带动所述托盘转动，再进行一次拍摄，直至石斛旋转360°；

石斛拍摄完成，所述升降电机的所述伸缩杆下降，使所述托盘放回所述传送带上，然后所述传送机构启动，将拍摄完的石斛传送走，直至下一个石斛到达所述升降电机上方；

所述侧视拍摄装置拍摄石斛的侧视图，通过测量侧视图得到石斛的株高、茎高、茎粗和叶片数量，除冠幅最大外其余角度的图像处理结果均放弃，仅保留冠幅值最大时的侧视图图像处理结果，作为此株石斛侧视图参数的测量结果；所述俯视拍摄装置拍摄石斛的俯视图，通过测量俯视图得到从上往下数第二片功能叶片的叶长、叶宽和叶面积，测得的叶面积、叶长和叶宽做平均处理，作为第二功能叶片的最终叶面积、叶长和叶宽；其中，通过最小矩形法识别石斛的冠幅；通过叶片生长点的识别，统计叶片数目；通过叶片生长点的识别，将叶片从植株图像中去除，再次利用最小矩形法提取其株高；再通过从根部到茎尖位置的逐次等距离环切，提取最大切面值作为其茎粗；利用深度点云直通滤波、去噪，点云旋转和曲面重构，计算重构曲面面积，继而根据重构曲面沿X轴和Y轴的单方向重构曲面矩形边累加和最大值确定叶长和叶宽。

2.根据权利要求1所述的石斛生长参数无损在线测定装置，其特征在于，所述拍摄架包括安装板和支撑杆，所述安装板固定至机架，支撑杆的底端垂直连接安装板，侧视拍摄装置包括第一滑块、第一水平滑杆和平面相机，俯视拍摄装置包括第二滑块、第二水平滑杆和深度相机，第一滑块和第二滑块均与支撑杆滑动连接，第二滑块位于第一滑块上方，第一水平滑杆与第一滑块滑动连接，第二水平滑杆与第二滑块滑动连接，深度相机与第二水平滑杆远离第二滑块的一端连接，深度相机位于石斛的上方，平面相机与第一水平滑杆远离第一滑块的一端连接，平面相机位于石斛的侧面。

3.根据权利要求2所述的石斛生长参数无损在线测定装置，其特征在于，还包括锁紧机构，所述第一滑块和第二滑块上均通过锁紧机构定位于支撑杆，第一水平滑杆通过锁紧机构定位于第一滑块，第二水平滑杆通过锁紧机构定位于第二滑块。

4.根据权利要求2所述的石斛生长参数无损在线测定装置，其特征在于，还包括光源板，所述光源板与机架连接，光源板位于拍摄架的对侧，升降电机位于光源板和拍摄架之间，石斛花盆处于拍摄高度时，石斛花盆的底部与光源板的底边平齐。

5.根据权利要求1所述的石斛生长参数无损在线测定装置，其特征在于，所述传送机构还包括传送电机、主动轴、从动轴、主动轮和从动轮，主动轴与传送电机连接，主动轴和从动轴分别通过轴承安装于机架的两端，两个主动轮间隔安装于主动轴，两个从动轮间隔安装于从动轴，一个主动轮和一个从动轮之间通过传送带连接。

6.根据权利要求1所述的石斛生长参数无损在线测定装置，其特征在于，所述到位传感器为安装于机架两侧的对射传感器。