专利名称：网纹甜瓜表型的无损测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及网纹甜瓜果实表型测量技术领域，具体是一种网纹甜瓜表型的无损测量装置。
背景技术：
全生育期作物果实表型参数的测量和分析，是育种和新品种鉴定的重要参数指标，同时为促进改善生产控制管理提供了强大工具。自20世纪80年代起，我国甜瓜栽培面积就高居首位，甜瓜类型多样，种类丰富，其中网纹甜瓜因品质优、外观具有美丽的网纹等优点，被公认为甜瓜中的高档类型。生长发育过程中，网纹甜瓜果实表型参数获取及其重要。网纹甜瓜果实大小、色泽、纹理易受肥水影响，网纹甜瓜果实的表型性状很大程度上决定了品种的地区和季节适用性，是筛选和培育新品种的重要参考标准。目前测量甜瓜表型主要采用目测和手工测量的方法，这种传统方法工作量大，要求工作人员应具有一定的经验，效率低且主观性强。随着计算机视觉技术的发展，采用计算机视觉的装置用于网纹甜瓜果实表型测量中。研究较多的是以采摘后的果实为测量对象，在室内用采集模块对其进行图像采集，采集模块与计算机相连，且采集二维图像信息，并通过数据传输电缆将采集结果传输到计算机上，在计算机中保存并进行处理分析。现有技术和方法无法在保证植株正常生长无损的前提下实现对网纹甜瓜表型的无损测量；而且必须与计算机相连以此来提供电源，无法脱机操作，限制了装置的使用；且该装置体积大，没有夹持装置，无法固定，对由于外界环境造成的影响无法控制。
实用新型内容本实用新型针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种网纹甜瓜表型的无损测
量装置。本实用新型是通过以下技术方案实现的。一种网纹甜瓜表型的无损测量装置，包括图像采集系统、控制器、显示器以及夹持器，所述图像采集系统与控制器相连接，所述图像采集系统用于采集待测网纹甜瓜RGB图像和深度图像并发送至控制器；所述控制器与显示器相连接，所述控制器用于向所述图像采集器发送控制信号，接收并处理所述图像采集器采集的RGB图像和深度图像，提取待测网纹甜瓜表型信息，所述显示器用于显示所述控制器处理得到的网纹甜瓜表型信息；所述夹持器与图像采集系统相连接，所述夹持器用于夹持固定待测量的网纹甜瓜。所述图像采集系统包括图像采集器、透明滤光片以及光源，所述透明滤光片设置在图像采集器的前端，所述光源设置在图像采集器的周围。所述图像采集器为RGB-D图像采集器，所述光源为环形光源。所述夹持器包括可折叠连接杆，所述连接杆的一端与图像采集系统可拆卸连接，所述连接杆的另一端设有夹持部，所述夹持部用于夹持在待测量网纹甜瓜瓜梗上。所述网纹甜瓜表型的无损测量装置，还包括壳体，所述图像采集系统和控制器设置在壳体的内部，所述显示器设置在壳体的顶部，所述夹持器的连接杆连接在图像采集系统前端的上沿，所述夹持器的夹持部从壳体顶端伸出。所述网纹甜瓜表型的无损测量装置，还包括如下任一个或任多个部件:-存储器，所述存储器设置在壳体的内部，并与控制器相连，用于存储所述图像采集器采集到的RGB图像、深度图像以及待测网纹甜瓜表型信息；-提手，所述提手设置在壳体的顶部，所述显示器设置在提手的前端，用于启动该测量装置。；-电池，所述电池设置在提手的内部，并分别与控制器、图像采集系统中的图像采集器以及显示器相连。所述存储器设置在控制器的后方，所述控制器设置在图像采集系统的后方，所述存储器的后方分别设置有USB接口和充电接口。所述提手顶部设有开关。本实用新型集成了图像采集器、控制器、接口器、电池、显示器和夹持器，其中图像采集器优选RGB-D图像采集器，实现了实时无损测量网纹甜瓜表型的功能；通过内置控制器可直接显示处理结果，便于观察，不用再将图像传输到计算机上处理，省时省力；配备的存储器能将采集到的RGB图像和深度图像直接存储，减少了传输过程的时间；自带的大容量电池可为相应装置提供所需的能量，携带方便，随时随地均可操作；夹持器的设计减少了因认为手持带来的抖动可能对样品成像产生的影响，使采集到的图像清晰易处理。本实用新型装置具有携带方便、实时处理并显示、原始数据和处理结果完整保存和外形美观大方等优点。
图1为本实用新型分解结构示意图；图2为本实用新型整体结构示意图；图3为使用本实用新型图像处理后网纹甜瓜网纹的示意图；图中，I为图像采集器，2为控制器，3为接口器，4为显示器，5为存储器，6为USB接口，7为电池，8为充电接口，9为夹持器，10为透明滤光片，11为开关，12为提手，13为环形光源。
具体实施方式
下面对本实用新型的实施例作详细说明:本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。如图1所示，本实施例包括:图像采集器1，用于采集待测网纹甜瓜表型RGB图像和深度图像并发送至控制器2 ;控制器2，向图像采集器I发送控制信号，接收并处理图像采集器I采集的图像，提取待测网纹甜瓜表型信息；显示器4，显示控制器2处理得到的网纹甜瓜表型信息，包括果型、纵横径、面积、网纹覆盖率、Gabor小波的网纹特征、颜色等，方便观察测量结果；夹持器9，可拆卸、可折叠且可灵活上下调节地与图像采集器I相连，用于夹持固定待测量网纹甜瓜，从而不用将待测量网纹甜瓜摘下就能很好的对其进行无损测量。优选地，图像采集器I为RGB-D视觉传感器，显示器4为LED显示屏。该装置还包括:存储器5，通过接口器3与控制器2相连，存储图像采集器I采集到的图像以及控制器2提取到的网纹甜瓜表型信息，该存储器5优选为SD卡；透明滤光片10，设置于图像采集器I前端，作为成像保护窗口以保护图像采集器I ;环形光源13，设置于图像采集器I周围，为采集图像时提供同一光环境；电池7，与图像采集器1、控制器2以及显示器4均相连，为整个装置提供稳定的直流电，使装置可以脱机操作，便于携带，电池7所生电量通过显示器4进行显示，当电量不足时会进行闪烁提醒；充电接口 8，为外接电源接口，可通过外接直流充电电源为装置充电，当电量补充完成后会通过LED显示屏进行闪烁提醒；USB接口 6，可通过USB数据线与计算机相连，传输采集后的图像和网纹甜瓜果实表型数据。如图2所示，整个装置外部整体构造可为手提形状，包括提手12和开关11，装置各部件设置在壳体内，从壳体后端到前端分别为存储器5、接口器3、控制器2以及图像采集器1，壳体前端设置滤光片10，图像采集器I周围设有环形光源13，提手前端上表面设置显示器4，存储器5后端设置USB接口 6，提手内部12内部设置电池7，存储器5后端设置充电接口 8，夹持器9设置在壳体前端上沿，提手开关11与控制器2连接，用于启动该测量装置，使用时可用手握住提手12，打开开关11即可对图像进行采集并显示处理结果。如图1和2所示，该夹持器9包括:连接杆，一端可拆卸、可折叠且可调节高度地设置在壳体前端上沿；夹持端，设置于连接杆另一端，可夹持固定在待测量网纹甜瓜瓜梗上。使用本装置在温室进行实地测量时，只要将网纹甜瓜瓜梗用夹持器固定好，推开开关即可对图像进行采集，并对采集后的图像的各参数进行测量，显示结果分别为，果型指数0.93，纵径为103.83mm，横径111.73mm，面积92.5cm2、颜色H为0.23，S为0.40，而通过人工目测和直尺测量的果实实际外部参数分别为:果型指数0.94、纵径为102.44mm、横径108.00_。基于深度图像，利用算法，从自然生长环境中，将网纹甜瓜果实分割出果实的区域图像，进行图像处理后的网纹图像如图3，基于分割出的果实区域的RGB图像对果实的网纹特征进行分析。网纹覆盖率为0.61，Gabor小波的网纹特征为=Gabor变换系数平均值9.6769，标准方差平均值7.6691，本实用新型装置集成了图像采集器、控制器、接口器、电池、显示器、存储器和夹持器，实现了实时无损测量网纹甜瓜表型；通过内置的控制器可直接显示结果，便于观察，不用再将图像传输到计算机上处理，省时省力；配备的存储器能将采集到的图像直接存储，减少了传输过程的时间；自带的大容量电池可为相应装置提供所需的能量，携带方便，随时随地均可操作；样品夹持器的设计减少了因认为手持带来的抖动可能对样品成像产生的影响，使采集到的图像清晰易处理。本实用新型装置具有携带方便、实时处理并显示、原始数据和处理结果完整保存和外型美观大方等优点。以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。
权利要求1.一种网纹甜瓜表型的无损测量装置，其特征在于，包括图像采集系统、控制器、显示器以及夹持器，所述图像采集系统与控制器相连接，所述控制器与显示器相连接，所述夹持器与图像采集系统相连接。
2.根据权利要求1所述的网纹甜瓜表型的无损测量装置，其特征在于，所述图像采集系统包括图像采集器、透明滤光片以及光源，所述透明滤光片设置在图像采集器的前端，所述光源设置在图像采集器的周围。
3.根据权利要求2所述的网纹甜瓜表型的无损测量装置，其特征在于，所述图像采集器为RGB-D图像采集器，所述光源为环形光源。
4.根据权利要求1所述的网纹甜瓜表型的无损测量装置，其特征在于，所述夹持器包括可折叠连接杆，所述连接杆的一端与图像采集系统可拆卸连接，所述连接杆的另一端设有夹持部。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的网纹甜瓜表型的无损测量装置，其特征在于，还包括壳体，所述图像采集系统和控制器设置在壳体的内部，所述显示器设置在壳体的顶部，所述夹持器的连接杆连接在图像采集系统前端的上沿，所述夹持器的夹持部从壳体顶端伸出。
6.根据权利要求5所述的网纹甜瓜表型的无损测量装置，其特征在于，还包括如下任一个或任多个部件: -存储器，所述存储器设置在壳体的内部，并通过接口器与控制器相连； -提手，所述提手设置在壳体的顶部，所述显示器设置在提手的前端； -电池，所述电池设置在提手的内部，并分别与控制器、图像采集系统中的图像采集器以及显示器相连。
7.根据权利要求6所述的网纹甜瓜表型的无损测量装置，其特征在于，所述存储器设置在控制器的后方，所述控制器设置在图像采集系统的后方，所述存储器的后方分别设置有USB接口和充电接口。
8.根据权利要求6所述的网纹甜瓜表型的无损测量装置，其特征在于，所述提手顶部设有开关。
专利摘要本实用新型公开了一种网纹甜瓜表型的无损测量装置，包括图像采集系统、控制器、显示器以及夹持器，图像采集系统与控制器相连接，图像采集系统用于采集待测网纹甜瓜RGB图像和深度图像并发送至控制器；控制器与显示器相连接，控制器用于向图像采集器发送控制信号，接收并处理图像采集器采集的RGB图像和深度图像，提取待测网纹甜瓜表型信息，显示器用于显示控制器处理得到的网纹甜瓜表型信息；夹持器与图像采集系统相连接，夹持器用于夹持固定待测量的网纹甜瓜表型。本实用新型的装置可在不损坏网纹甜瓜植株的前提下，直接用于在温室提取网纹甜瓜表型特征；可防止测量装置采集图像时外界环境变化对样品造成的影响，且装置体积小、测量效率高。
文档编号G01B11/08GK203069152SQ20122072104
公开日2013年7月17日 申请日期2012年12月24日 优先权日2012年12月24日
发明者李磊, 黄丹枫, 柯顺魁, 张凯, 周倩, 李梅玲 申请人:黄丹枫