一种温室作物的嵌入式双目立体视觉系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电子信息技术领域，尤其是涉及一种温室作物的嵌入式双目立体视觉系统。
【背景技术】
[0002]温室作物栽培是高度集约化的设施农业产业，是解决我国三农问题和提高农业生产效率的重要手段。我国是世界设施作物栽培的第一大国，但是与国际先进水平相比，我国设施农业栽培仍存在许多问题:温室作物产量低、产出能耗比低、环境控制技术水平偏低等问题，这些都是导致设施农业经济效益无法进一步提高的重要原因，为此，设计出一套能实时反馈温室作物生长状况的装置从而实现温室环境的精确调控显得尤为重要。
[0003]传统的获取温室作物生长状况都是基于分布式传感器获取温室内部环境状态，然后根据环境状态来得到的作物生长状况，这些信息都是间接的，无法反应作物的真实生长情况，而通过温室作物的实时三维成像系统可以实时、直观的显示作物的生长状况，能够为温室环境调控提供更为精确的数据，从而实现温室环境的精准调控。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种温室作物的嵌入式双目立体视觉系统，使用实时直观的手段，通过双目摄像头装置、ARM视差图处理器和上位机获取能够反馈出温室作为生长状况的作物长势图像和图形数据，为温室环境调控提供实时精确的数据；同时也能存储作物在一段时间内的生长信息，为作物的生理生态研宄提供准确的数据。
[0005]本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0006]一种温室作物的嵌入式双目立体视觉系统，包括用于采集温室作物图像的双目摄像头装置、ARM视差图处理器、SD存储卡、内存、电源电路、用于显示作物视差图的LCD显示器和用于获取温室作物三维点云图像的上位机，所述双目摄像头装置包括两个平行放置的摄像头，并分别连接ARM视差图处理器，所述ARM视差图处理器分别连接SD存储卡、内存、电源电路、IXD显示器和上位机。
[0007]所述ARM视差图处理器为ARMll处理器。
[0008]所述ARMl I处理器的型号为S3C6410。
[0009]所述ARM视差图处理器通过网线连接上位机。
[0010]所述摄像头为分辨率640 X 480的摄像头。
[0011 ] 所述双目摄像头装置通过USB数据线连接ARM视差图处理器。
[0012]所述电源电路为5V电源电路。
[0013]所述内存为Nand-flash内存。
[0014]与现有技术相比，本实用新型具有以下优点:
[0015]I)本实用新型结构简单，成本低廉，适用于设施农业生产。传统的温室控制系统使用传感器采集的温湿度信息为依据进行间接的环境调控，而温室作物本身的长势却无法知晓，本实用新型只要两个普通摄像头，一个ARMll处理器S3C6410，一个上位机和若干线缆就能实时的得到温室作物的三维结构，进而了解温室作物的生长状况，有助于辅助温室调控技术实现作物生长的精准调控，有助于监视与预测产量，并提高设施农业的经济效益。
[0016]2)可以方便并且实时储存温室作物生长过程的状态信息，为今后温室作物的研宄和生产提供可靠的数据。
[0017]3)采用作为存储工具的SD存储卡和内存，配合ARM视差图处理器进行视差图的处理，保证ARM视差图处理器的稳定运行，同时提高了设备的防震性，使用寿命也大大增加。
[0018]4)ARM视差图处理器采用5V电源电路，能耗低，发热小，能够长时间运行，满足对温室作物实时监测的要求。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型结构示意图。
[0020]图中:1、双目摄像头装置，2、ARM视差图处理器，3、SD存储卡，4、内存，5、电源电路，6、IXD显示器，7、上位机。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，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。
[0022]如图1所示，一种温室作物的嵌入式双目立体视觉系统包括用于采集温室作物图像的双目摄像头装置1、ARM视差图处理器2、SD存储卡3、内存4、电源电路5、用于显示作物视差图的LCD显示器6和用于获取温室作物三维结构和色彩的上位机7，双目摄像头装置I包括两个平行放置的摄像头和用于安置摄像头的云台连杆，摄像头为分辨率640X480的摄像头，两个摄像头分别通过USB数据线连接ARM视差图处理器2的USB接口，ARM视差图处理器2的SD存储卡接口连接SD存储卡3，NAND Flash接口连接内存4，IXD接口连接IXD显示器6，电源接口连接5V电源电路5，以太网接口通过网线连接上位机7。
[0023]其中，内存4为Nand-flash内存。ARM视差图处理器2为ARMll处理器S3C6410。ARMll处理器S3C6410能直接从硬件层面内置MFC (Mult1-format codec)编解码器来支持MPEG4/H.263/H.264等多种编解码方式，故能够利用硬件编码器进行H.264BaselineProfile (基本档次)的编码。
[0024]工作原理:
[0025]I)通过两个摄像头同时获得温室作物的两路RGB彩色图像，利用自动标定法对双目摄像头装置I进行标定，获得内外参数；
[0026]2)在ARM嵌入式平台上利用双目立体视觉技术对双目摄像头装置I采集到的图像进行视差图处理，得到作物的视差图，其中，内存4用来获得植株视差图，SD存储卡3用来存储获得的植株视差图，IXD显示器6用来显示程序运行结果。
[0027]3)随后ARM视差图处理器2将视差图发送给上位机7，最后在上位机7上对作物的视差图进行实时处理获得彩色三维点云，并进行存储。同时上位机7还可以利用OpenGL渲染处理器对温室植株的三维点云进行实时的渲染和显示。
[0028]本实用新型系统可以实时准确的显示出作物的生长状况，为温室作物生长条件的调控以及作物的研宄提供可靠、精准的数据，因此是未来自动化温室栽培系统发展的一个重要方向。
【主权项】
1.一种温室作物的嵌入式双目立体视觉系统，其特征在于，包括用于采集温室作物图像的双目摄像头装置、ARM视差图处理器、SD存储卡、内存、电源电路、用于显示作物视差图的LCD显示器和用于获取温室作物三维点云图像的上位机，所述双目摄像头装置包括两个平行放置的摄像头，并分别连接ARM视差图处理器，所述ARM视差图处理器分别连接SD存储卡、内存、电源电路、IXD显示器和上位机。
2.根据权利要求1所述的一种温室作物的嵌入式双目立体视觉系统，其特征在于，所述ARM视差图处理器为ARMll处理器。
3.根据权利要求2所述的一种温室作物的嵌入式双目立体视觉系统，其特征在于，所述ARMll处理器的型号为S3C6410。
4.根据权利要求1所述的一种温室作物的嵌入式双目立体视觉系统，其特征在于，所述ARM视差图处理器通过网线连接上位机。
5.根据权利要求1所述的一种温室作物的嵌入式双目立体视觉系统，其特征在于，所述摄像头为分辨率640X480的摄像头。
6.根据权利要求1所述的一种温室作物的嵌入式双目立体视觉系统，其特征在于，所述双目摄像头装置通过USB数据线连接ARM视差图处理器。
7.根据权利要求1所述的一种温室作物的嵌入式双目立体视觉系统，其特征在于，所述电源电路为5V电源电路。
8.根据权利要求1所述的一种温室作物的嵌入式双目立体视觉系统，其特征在于，所述内存为Nand-fIash内存。
【专利摘要】本实用新型涉及一种温室作物的嵌入式双目立体视觉系统，包括用于采集温室作物图像的双目摄像头装置、ARM视差图处理器、SD存储卡、内存、电源电路、用于显示作物视差图的LCD显示器和用于获取温室作物三维点云图像的上位机，所述双目摄像头装置包括两个平行放置的摄像头，并分别连接ARM视差图处理器，所述ARM视差图处理器分别连接SD存储卡、内存、电源电路、LCD显示器和上位机。与现有技术相比，本实用新型能够把双目立体视觉技术应用到嵌入式系统中，并在嵌入式系统上获得作物的视差图，最后在上位机上展示温室作物的实时彩色三维点云图像，具有结构简单、成本低廉、功耗低等优点。
【IPC分类】H04N13-00, G01B11-24, H04N7-18
【公开号】CN204578691
【申请号】CN201520225937
【发明人】徐立鸿, 李大威, 刘志超, 张鹏, 王晓辉, 罗之韵
【申请人】同济大学
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年4月15日