基于平板电脑的稻穗表型分析仪与使用方法与流程

本发明涉及农业机械技术领域，具体地，涉及一种基于Android系统的稻穗表型分析仪及使用方法。

背景技术：

稻谷作为人类最重要的粮食之一，其种子的育种和产量评估是农业研究的热门。稻穗的表型可以反映其种子的多方面的基因特性，所以对于稻穗表型的测量分析是研究种子基因特性的重要方式。但是稻穗形状复杂，且各个分支较为脆弱，容易断裂，故目前还没有全自动将穗型各分支分开的方法和设备。同时人工铺开再用胶带粘到板子上的传统做法，费时费力，效率极低，而且由于使用胶带粘连，不利于稻穗的回收，所以传统穗型表型的测量分析需要一种全新的便携装置。

传统的穗型表型的测量方法主要是将稻穗放到板子上，然后用双面胶一个一个粘住稻穗的各个分支，固定在板子上，用尺子量出各分支的长度，再通过人工绘图，将分支的结构简图手绘下来。这些手工方法由于受人为、自然等因素的影响较多，导致测量精度差、测量结果不理想。现在存在的自动化稻穗分析仪，因为无法做到自动将稻穗展开，只能测量整体的长度，并估算出稻穗所含的谷粒数量。这种设备通产含有传送带，体积庞大，价格昂贵，且可测量参数较少，实用性不高。

当前平板电脑普及度越来越高，利用用户家庭中已有的硬件设备，下载安装本装置专用应用程序即可使用，大大降低了使用成本，为用户提供方便，且平板电脑具有友好的人机交互界面和方便的程序升级通道。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于平板电脑的稻穗表型分析仪与使用方法。

根据本发明提供的一种基于平板电脑的稻穗表型分析仪，包括：平板电脑、箱体、背光板、透明磁性定位片、平板电脑固定座、铁板，所述平板电脑安装在平板电脑固定座上，所述平板电脑固定座安装在箱体顶部；所述背光板安装在铁板上面，稻穗放在所述背光板上，由若干透明磁性定位片压住稻穗各个分支；所述平板电脑带有摄像头，并通过拍摄的稻穗照片计算出稻穗的拓扑结构、粒数、分支数量等数据。

优选地，所述箱体包括上箱体和下箱体，上箱体和下箱体通过铰链连接，可以将上箱体旋转打开；所述上箱体顶部有拍照孔，所述拍照孔对齐平板电脑的摄像头。

优选地，所述平板电脑固定座的夹持尺寸可以手动调节，适应6寸到12寸的平板电脑的固定。

优选地，所述背光板贴紧安装在铁板上，所述铁板水平固定安装在下箱体内部。

优选地，所述透明磁性定位片包括透明片与磁铁，所述磁铁镶嵌在透明片里；所述透明片设有通孔。

优选地，所述透明磁性定位片压在稻穗的分支一端，通过磁性的作用与铁板相互吸引，从而吸附在背光板上，将稻穗固定。

优选地，所述平板电脑中嵌入有图像处理的应用程序模块，所述应用程序模块用于计算稻穗的拓扑结构，分支的数量和长度，以及稻穗上谷粒的数量；所述应用程序模块基于OpenCV和Java语言。

根据本发明提供的一种基于平板电脑的稻穗表型分析仪的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：将平板电脑安装在平板电脑固定座上，调节平板电脑固定座的大小和位置，使平板电脑的摄像头对齐拍照孔；

步骤2：翻开箱体，将稻穗铺开放在背光板上，用透明磁性定位片分别压住稻穗的每个分支的端点，并进行位置调整，使各分支尽量分开，不互相接触；

步骤3：闭合箱体，打开背光板电源，使背光板发光；

步骤4：打开平板电脑的应用程序，对稻穗拍照，进行图像处理和数据计算；

步骤5：平板电脑显示分析结果，人工修正数据，保存分析结果；

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明提供的一种基于平板电脑的稻穗表型分析仪与使用方法，通过平板电脑自带的摄像头拍摄种子照片，使用图像处理算法分析得到稻穗表型数据，同时计算得出稻穗分支的长度和数量，稻穗所包含的谷粒的个数；可见，本发明结构简单，成本低，且易于推广使用，通用性强。

2、本发明提供的一种基于平板电脑的稻穗表型分析仪还设置有磁性稻穗定位装置，通过使用带磁性的透明片压住稻穗分支，从而能够方便的调整分支摆放位置，既不影响拍照效果，又能完整的将稻穗回收，而不会造成稻穗损伤。相比于传统的胶粘固定，提高了摆放效率，减少了人力劳动量，减少了稻穗在粘连过程中的损伤。

3、本发明提供的一种基于平板电脑的稻穗表型分析仪还设置可以手动调节尺寸的平板电脑固定座，能够适应不同大小平板电脑，使通用性的提高。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明提供的一种基于平板电脑的稻穗表型分析仪的内部结构示意图；

图2为本发明提供的一种基于平板电脑的稻穗表型分析仪的外部结构示意图；

图3为本发明提供的一种基于平板电脑的稻穗表型分析仪的透明磁性定位片的结构示意图；

图4为本发明提供的一种基于平板电脑的稻穗表型分析仪与使用方法作物种子性状分析仪使用的流程示意图。

图中：

1-平板电脑；

2-箱体；

3-背光板；

4-透明磁性定位片；

5-平板电脑固定座；

6-铁板；

7-拍照孔；

8-上箱体；

9-下箱体；

10-铰链；

11-透明片；

12-磁铁；

13-稻穗。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

本发明提供的一种基于平板电脑的稻穗表型分析仪，包括：平板电脑1、箱体2、背光板3、透明磁性定位片4、平板电脑固定座5、铁板6；

所述平板电脑1安装在平板电脑固定座5上，所述平板电脑固定座5安装在箱体2顶部；所述背光板3安装在铁板6上面，稻穗13放在所述背光板3上，由若干透明磁性定位片4压住稻穗13各个分支；所述平板电脑1带有摄像头，能够拍摄稻穗。

所述箱体2包括上箱体8和下箱体9，上箱体8和下箱体9之间通过铰链10连接，上箱体8相对于下箱体9能够旋转打开；所述上箱体8顶部有拍照孔7，所述拍照孔对齐平板电脑1的摄像头。

所述平板电脑固定座5的夹持尺寸能够手动调节，适应6寸到12寸的平板电脑的固定。

所述背光板3贴紧安装在铁板6上，所述铁板6水平固定安装在下箱体9内部。

所述透明磁性定位片4包括透明片11与磁铁12，所述磁铁12镶嵌在透明片11里；所述透明片11设有通孔。

所述透明磁性定位片4压在稻穗13的分支一端，通过磁性的作用与铁板6相互吸引，从而吸附在背光板上3，将稻穗13保持在背光板上3上。

所述平板电脑1通过拍摄的稻穗照片计算出稻穗的拓扑结构、粒数、分支数量和长度数据中的任一种或任多种数据。

所述平板电脑1中嵌入有图像处理的应用程序模块，所述应用程序模块用于计算稻穗的拓扑结构，分支的数量和长度，以及稻穗上谷粒的数量；所述应用程序模块基于OpenCV和Java语言。

根据本发明一种基于平板电脑的稻穗表型分析仪的使用方法，包括如下步骤：

步骤1：将平板电脑1安装在平板电脑固定座5上，调节平板电脑固定座5的大小和位置，使平板电脑1的摄像头对齐拍照孔7；

步骤2：翻开箱体2，将稻穗13铺开放在背光板3上，用透明磁性定位片4分别压住稻穗13的每个分支的端点，并进行位置调整，使稻穗13的各分支分开，不互相接触；

步骤3：闭合箱体2，打开背光板3电源，使背光板3发光；

步骤4：打开平板电脑1，对稻穗13拍照，进行图像处理和数据计算；

步骤5：平板电脑1显示分析结果，人工修正数据，保存分析结果。

下面对本发明进行更为具体的说明。

根据本发明提供的一种基于平板电脑的稻穗表型分析仪，包括放置在特定位置的平板电脑，所述平板电脑带有摄像头，可以拍照并保存在图像数据库，后续采用图像处理算法进行分析，得到稻穗表型的各项参数数据。

具体地，如图1所示，本发明中的分析仪包括放置在平板电脑固定座2的平板电脑1，所述平板电脑1的摄像头对齐拍照孔7的圆心，且平板电脑1与背光板3平行。如图2所示，在背光板3上放置需要进行表型分析的稻穗13样品，利用平板电脑1拍摄稻穗13的图像并保存在图像数据库，后续采用图像处理算法进行分析得到稻穗的拓扑结构，稻穗分支的个数和各分支的长度，并计算预估出稻穗上所包含谷粒的数量，为考察育种品质、产量预估等多方面因素提供依据。

更进一步地，如图4所示，使用前，首先将平板电脑1放置在平板电脑固定座2上，并调节其尺寸大小来使平板电脑1固定稳妥，且平板电脑1的摄像头对准拍照孔7。翻起上箱体8，将稻穗13放在背光板3上，然后用透明磁性定位片4将稻穗13的分支一端压住，每一个长分支使用一个透明磁性定位片4。然后用手指拨动透明磁性定位片4，使得各分支分布均匀，没有互相交叠或粘贴的情况。盖上上箱体8，打开背光板3的电源，使其发光，并在平板电脑1上启动专用的应用程序。点击平板电脑1的触摸屏，使摄像头对焦在稻穗13上，然后点击开始测量后，使用自带摄像头拍摄稻穗13的图像，并将其保存在图像数据库。然后在运行图像处理算法对图像进行分析，获得稻穗拓扑结构，稻穗分支的个数和各分支的长度，并计算预估出稻穗上所包含谷粒的数量，并将测量结果显示在屏幕上。最后应用程序将所有测量结果保存到数据库内，也可以导出至Excel文件。使用结束后，关闭背光灯3电源，取下所有透明磁性定位片4即可。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明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化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。