本技术涉及图像采集，具体涉及一种植物表型图像采集装置。
背景技术：
1、我国是世界上生物资源最丰富的国家之一，丰富的农作物种植种类，决定了对作物相关研究的必要性。农作物生长过程中的质量考量离不开作物表型的判断。植物表型是指植物受自身基因表达、环境影响相互作用的可测量的特征和性状，也是决定农作物产量、品质和抗逆性等性状的重要因素。
2、传统在表型测量工作中多依靠手工测量，如用卷尺测量植株高度、用游标卡尺测量一些苗期植株的地径等。这些测量方法不仅在技术上较为落后，且效率低、结果存在较大误差，同时会对植物产生一定的破坏。随着基因组学研究的快速发展,传统植物表型研究方法在诸多方面已无法满足进一步研究的需要，无损式、高精度、自动化的植物表型获取技术成为植物表型研究的新兴热点方向。
3、近年来，数字图像技术为植物表型的测量提供了新的方向与手段。在室内与田间的环境下，利用不同的成像传感器拍摄图像用于获取和分析植物表型已经成为现在植物表型研究中较为先进的方法。通过开发无损式、高精度、自动化的植物表型信息采集平台与分析技术对于加快植物改良和育种、提高产量和抗病虫害能力至关重要。当前实现三维重建主要为两类：基于激光扫描的三维重建和基于序列图像的三维重建。激光扫描具有优良的点云获取性能，在植物表型评价方面展示出了强大的优势，但其扫描时间较长、设备价格高昂，难以在农业领域大范围推广应用。基于序列图像的三维重建相比于激光扫描仪大大减少了所用的成本并且节约了时间，为后续植物表型测量等相关领域奠定了基础。图像采集装置可以实现高效低成本的作物的三维建模和表型参数在线测量。
4、然而现有基于序列图像的三维重建设备，有些通过固定相机转动待测植株的拍照方式，获取序列图像，由于植株为非刚性体，再转动的过程中，容易产生晃动，而且相机的拍摄角度固定，获取的图片视角单一，使得三维建模质量不高。
技术实现思路
1、本实用新型要解决的技术问题是提供一种植物表型图像采集装置，可以灵活调整相机的位置和姿态，对静置的待测植株进行拍照，有效避免植株抖动对拍照的影响，同时能够多个视角的采集图像，使得序列图像质量高、建模准确，提高植物表型测量质量。
2、为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种植物表型图像采集装置，包括采集箱，以及设于所述采集箱内的放置台、相机和驱动装置，所述驱动装置包括：驱动所述相机绕待测植株周向转动的环绕装置、调整所述相机高度的升降装置、调整所述相机拍摄俯仰角度的俯仰调节装置和调节所述相机与待测植株距离的伸缩装置。
3、优选的，所述环绕装置的输出端设置有所述升降装置，所述升降装置的输出端设置有所述俯仰调节装置，所述俯仰调节装置的输出端设置有所述伸缩装置，所述伸缩装置的输出端设置有所述相机。
4、在上述植物表型图像采集装置中，通过驱动装置实现对相机位置和姿态的调节，进而实现从多个角度对静置的待测植株进行拍照，有效避免植株抖动对拍照的影响，使得序列图像质量高、建模准确，提高植物表型测量质量。
5、进一步的，所述环绕装置包括设于所述放置台顶部的转动件和转动支撑所述转动件的支撑结构，所述转动件呈圆环盘状，且轴线为过所述放置台顶面中心的竖直线，所述转动件的内环侧面上齿啮合有主动齿轮，所述主动齿轮由第一电机驱动转动，进而带动所述转动件绕自身轴线转动。优选的，在竖直方向上，所述转动件的外缘投影圆能够包围待测植株的投影区域。主动齿轮大径小于转动件的内孔直径。
6、通过第一电机驱动主动齿轮，进而带动转动件上的相机绕植株环绕转动，整个结构设计巧妙，在转动件的内孔预留空间，可以布置其他结构，如光源等；而且齿轮传动，传动平稳，转动角度控制精度高。
7、进一步的，所述支撑结构包括若干间隔设于所述转动件边缘外侧的支架，所述支架包括分别滚动设于所述转动件顶面和底面上的两个万向滚珠，以及支撑两个所述万向滚珠的支座，所述支座固定于所述采集箱的顶板内侧。通过多对万向滚珠对圆环盘状的转动件进行转动限位和支撑，结构巧妙。
8、进一步的，所述转动件的顶面和底面上均设置有与所述万向滚珠滚动适配的环形凹槽，环形凹槽与转动件同轴。
9、进一步的，同一支架上的两个所述万向滚珠竖直正对设置，相应的同一支架的两个所述环形凹槽竖直正对设置，且环形凹槽的截面均呈与所述万向滚珠适配的圆弧形。
10、进一步的，所述支座包括一竖直设于所述转动件外侧的立板，所述立板的靠近所述转动件的侧面上间隔设置有两个水平布置的耳板，两个所述耳板分别设于所述转动件的顶部和底部，且各固定有一个所述万向滚珠，所述立板的另一侧面顶端设置有固定板，所述固定板与所述采集箱的顶板固定连接。
11、进一步的，所述升降装置包括设于所述转动件底面上的第一电动伸缩杆，所述第一电动伸缩杆沿竖直方向伸缩。电动伸缩杆可以精准调节相机高度，使用方便。
12、进一步的，所述俯仰调节装置包括设于所述第一电动伸缩杆杆端的旋转关节，所述旋转关节包括与所述第一电动伸缩杆杆端固定连接的第一关节体和转动设置在所述第一关节体上的第二关节体，所述第二关节体的转动轴线水平，主体上设置有可调节管夹。优选的，旋转关节通过阻尼作用可以使第二关节体转动并保持在任意角度。
13、通过俯仰调节装置可以更细节的调节相机的姿态，获得不同的俯仰角度，提高序列照片的质量。
14、进一步的，所述伸缩装置包括滑动设于所述可调节管夹上的光轴，所述光轴的端部设有所述相机。
15、进一步的，所述采集箱包括底板和设于所述底板上的长方体框架，所述底板从所述长方体框架的一侧面伸出，且顶面上设置有水平推动机构，所述水平推动机构用于将所述放置台移入或移出所述采集箱，所述长方体框架的顶端设置有电控箱。优选的，所述放置台的高度可调节。
16、通过水平推动机构可实现放置台的水平移动，便于待测植株的取放，节省人力。放置台高度可调，便于调节待测植株的初始高度值。
17、进一步的，所述长方体框架的侧面上设置有遮光布，所述采集箱内部设置有照明装置。通过遮光布在采集箱内形成暗室环境，利用照明装置进行照射提供拍摄光照，减少外界的光影响，进一步提高序列照片的质量。
18、进一步的，所述电控箱连接有所述环绕装置、所升降装置、所述俯仰调节装置和所述伸缩装置，所述电控箱还连接有设于所述采集箱外部的显示器和主机。
19、通过主机即计算机可以向电控箱发送指令从而控制各部分的运动，全程自动化程度较高，提高采集效率。可广泛用于多种目标，不同种类的多视角图像的采集。
20、综上所述，采用上述植物表型图像采集装置，能够大大提高采集的序列图片质量，进而进行高质量的建模，提高待测植株表型测量准确度。
1.一种植物表型图像采集装置，其特征在于，包括采集箱(7)，以及设于所述采集箱(7)内的放置台(1)、相机(6)和驱动装置，所述放置台(1)用于放置待测植株，所述驱动装置包括：驱动所述相机(6)绕待测植株周向转动的环绕装置(2)、调整所述相机(6)高度的升降装置、调整所述相机(6)拍摄俯仰角度的俯仰调节装置(4)和调节所述相机(6)与待测植株距离的伸缩装置(5)。
2.根据权利要求1所述的一种植物表型图像采集装置，其特征在于，所述环绕装置(2)包括设于所述放置台(1)顶部的转动件(21)和转动支撑所述转动件(21)的支撑结构，所述转动件(21)呈圆环盘状，且轴线为过所述放置台(1)顶面中心的竖直线，所述转动件(21)的内环侧面上齿啮合有主动齿轮(22)，所述主动齿轮(22)由第一电机(23)驱动转动，进而带动所述转动件(21)绕自身轴线转动。
3.根据权利要求2所述的一种植物表型图像采集装置，其特征在于，所述支撑结构包括若干间隔设于所述转动件(21)边缘外侧的支架(24)，所述支架(24)包括分别滚动设于所述转动件(21)顶面和底面上的两个万向滚珠(241)，以及支撑两个所述万向滚珠(241)的支座(242)，所述支座(242)固定于所述采集箱(7)的顶板内侧。
4.根据权利要求3所述的一种植物表型图像采集装置，其特征在于，所述转动件(21)的顶面和底面上均设置有与所述万向滚珠(241)滚动适配的环形凹槽(211)。
5.根据权利要求3所述的一种植物表型图像采集装置，其特征在于，所述支座(242)包括一竖直设于所述转动件(21)外侧的立板(2421)，所述立板(2421)的靠近所述转动件(21)的侧面上间隔设置有两个水平布置的耳板(2422)，两个所述耳板(2422)分别设于所述转动件(21)的顶部和底部，且各固定有一个所述万向滚珠(241)，所述立板(2421)的另一侧面顶端设置有固定板(2423)，所述固定板(2423)与所述采集箱(7)的顶板固定连接。
6.根据权利要求3所述的一种植物表型图像采集装置，其特征在于，所述升降装置包括设于所述转动件(21)底面上的第一电动伸缩杆(3)，所述第一电动伸缩杆(3)沿竖直方向伸缩。
7.根据权利要求6所述的一种植物表型图像采集装置，其特征在于，所述俯仰调节装置(4)包括设于所述第一电动伸缩杆(3)杆端的旋转关节(41)，所述旋转关节(41)包括与所述第一电动伸缩杆(3)杆端固定连接的第一关节体(411)和转动设置在所述第一关节体(411)上的第二关节体(412)，所述第二关节体(412)的转动轴线水平，主体上设置有可调节管夹(413)。
8.根据权利要求7所述的一种植物表型图像采集装置，其特征在于，所述伸缩装置(5)包括滑动设于所述可调节管夹(413)上的光轴，所述光轴的端部设有所述相机(6)。
9.根据权利要求1所述的一种植物表型图像采集装置，其特征在于，所述采集箱(7)包括底板(71)和设于所述底板(71)上的长方体框架(72)，所述底板(71)从所述长方体框架(72)的一侧面伸出，且顶面上设置有水平推动机构(73)，所述水平推动机构(73)用于将所述放置台(1)移入或移出所述采集箱(7)，所述长方体框架(72)的顶端设置有电控箱(81)，所述长方体框架(72)的侧面上设置有遮光布，所述采集箱(7)内部设置有照明装置(74)。
10.根据权利要求9所述的一种植物表型图像采集装置，其特征在于，所述电控箱(81)连接有所述环绕装置(2)、所升降装置、所述俯仰调节装置(4)和所述伸缩装置(5)，所述电控箱(81)还连接有设于所述采集箱(7)外部的显示器(82)和主机(83)。