專利名稱：一種基于激光和圖像的葉面積測量裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于溫室環(huán)境作物生長信息測量領域，涉及一種基于激光和圖像的測
量裝置。
背景技術：
作物葉面積參數(shù)是一項重要的作物生長參數(shù)，利用該參數(shù)可計算作物的用水量、 蒸騰作用及產(chǎn)量等，因此利用葉面積參數(shù)可分析植物的生長狀況，建立植物生長模型，進一 步掌握植物葉片的生長規(guī)律，對于指導生產(chǎn)，制定高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效栽培技術措施具有積極的 意義。目前葉面積測量方法主要有葉片稱重法、方格法、回歸方程法、葉面積儀法、數(shù)字圖像 法等。稱重法、方格法測量準確度較高，但是需要將葉片采摘下來稱重，從而對作物的破壞 很大，影響作物的正常生長。回歸方程法就是利用直尺測量出作物的葉寬和葉長，然后采用 諸如稱重法等方法測量出其實際面積，建立葉片面積值和葉寬、葉長及葉長寬乘積的回歸 方程，從而就可以根據(jù)測量葉寬和葉長計算出出葉片的面積。當只對某一種作物進行測量 時，葉片的長寬跟葉面積確實有很大的相關性，但是不同的作物品種僅通過測量葉片長寬 無法準確測量出葉片面積。數(shù)字圖像法就是通過統(tǒng)計葉片圖像的象素數(shù)折算出葉片面積，這個方法的前提是 必須知道圖像中每個象素點所代表的實物面積。兩種測量方法能得出葉片圖像的象素點折 算出的實際面積值，一種是基于測量系統(tǒng)標定測量，另一種是基于參照物標定測量?；谙?統(tǒng)標定測量方法要求測量前對系統(tǒng)必須進行標定，而且當測量環(huán)境發(fā)生變化時需要重新對 系統(tǒng)進行標定，不過此方法測量精度高，但是缺乏靈活性與實用性?；趨⒄瘴飿硕y量方 法簡單方便，操作靈活，但對參照物要求嚴格，參照物的面積直接影響葉面積測量值。

實用新型內(nèi)容技術問題本實用新型目的是針對現(xiàn)有技術存在的圖像葉片面積測量技術中標定技術與裝 置復雜，不易活體測量，而在溫室生產(chǎn)環(huán)境下，采用激光測量距離，并通過所測得的距離來 確定實際圖像像素點所代表的面積來測量活體葉片的面積，通過單位土地上的總葉面積就 可以求出葉面積指數(shù)。所采用的裝置操作簡單，可以避免外界環(huán)境的干擾影響測量的精度。技術方案本實用新型為實現(xiàn)上述目的，采用如下技術方案本實用新型一種基于激光和圖像的葉面積測量裝置，包括數(shù)碼相機、葉片夾、激光測距儀、計算機、RS-232接口線、USB接口線、固定架和集成開關，其中數(shù)碼相機和激光測距 儀固定于固定架上，集成開關設置于固定架的手把上并分別與數(shù)碼相機和激光測距儀的開 關連接，數(shù)碼相機通過USB接口線與計算機相連，激光測距儀通過RS-232接口線與與計算 機相連。優(yōu)選地，所述葉片夾上下為剪刀狀，葉片夾的夾子為十字形，葉片夾底部托夾為白色背景底部。優(yōu)選地，所述葉片夾的十字形壓片夾的材料采用白色塑料材料。優(yōu)選地，所述數(shù)碼相機平面與被測葉片平面平行。有益效果本實用新型可以針對測量作物葉片的特定環(huán)境，根據(jù)光學成像的原理，采用距離 作為確定像素點代表的面積，可以克服現(xiàn)有葉片面積測量需要標定而帶來的設備復雜、操 作不方便、受環(huán)境影響測量等問題；所采用的裝置便于攜帶，便于作物的活體測量，避免由 于破壞性測量影響作物的生長；葉片夾制作成剪刀狀便于單手操作，十字形可以在保持葉 片展開的時候而不至于遭到損壞，反光強的背景板和十字形壓片夾便于檢測；通過單位土 地上的總葉面積就可以求出葉面積指數(shù)。

圖1 ；本實用新型的整體結構圖圖2;葉片夾結構圖圖3 ；本實用新型工作流程圖
具體實施方式如圖1至圖3所示，一種基于激光和圖像的測量葉片面積的裝置，它是由數(shù)碼相機 1、葉片夾2、激光測距儀3、計算機4、RS-232接口線5、USB接口線6、固定數(shù)碼相機與激光 測距儀的固定架7、數(shù)碼相機與激光測距儀的集成開關8、葉面積測量軟件9組成。葉片夾 2是為了使葉子伸展開，用左手手持葉片夾，葉片夾上下為剪刀狀，壓片夾子為十字形，底部 托夾為白色背景底部，十字形壓片夾的材料采用反光強度較強的白色材料，便于在圖像處 理中檢測到干擾物，從而可以進行填充；數(shù)碼相機1和激光測距儀3固定在固定架7上，數(shù) 碼相機1通過USB接口線6與計算機4相連，激光測距儀3通過RS-232接口線5與計算機 相連，按下集成開關8就可以同時采集葉片圖片和距離，葉面積測量軟件9根據(jù)距離就可以 算出葉片的面積；數(shù)碼相機與激光測距儀的集成開關8與激光測距儀3和數(shù)碼相機的開關 相連，安裝在固定數(shù)碼相機與激光測距儀的固定架7的手把上，便于操作；數(shù)碼相機1平面 與被測葉片平面平行。
權利要求1.一種基于激光和圖像的葉面積測量裝置，其特征在于包括數(shù)碼相機(1)、葉片夾 (2)、激光測距儀(3)、計算機(4)、RS-232接口線(5)、USB接口線(6)、固定架(7)和集成開 關(8)，其中數(shù)碼相機(1)和激光測距儀(3)固定于固定架(7)上，集成開關(8)設置于固 定架(7)的手把上并分別與數(shù)碼相機⑴和激光測距儀(3)的開關連接，數(shù)碼相機⑴通 過USB接口線(6)與計算機(4)相連，激光測距儀C3)通過RS-232接口線( 與與計算機相連。
2.根據(jù)權力要求1所述的一種基于激光和圖像的葉面積測量裝置，其特征在于所述葉 片夾(2)上下為剪刀狀，葉片夾O)的夾子為十字形，葉片夾(2)底部托夾為白色背景底部。
3.根據(jù)權力要求2所述的一種基于激光和圖像的葉面積測量裝置，其特征在于所述葉 片夾O)的十字形壓片夾的材料采用白色塑料材料。
4.根據(jù)權力要求1所述的一種基于激光和圖像的葉面積測量裝置，其特征在于所述數(shù) 碼相機(1)平面與被測葉片平面平行。
專利摘要本實用新型公布了一種基于激光和圖像的葉面積測量裝置，包括數(shù)碼相機、葉片夾、激光測距儀、計算機、RS-232接口線、USB接口線、固定架和集成開關，其中數(shù)碼相機和激光測距儀固定于固定架上，集成開關設置于固定架的手把上并分別與數(shù)碼相機和激光測距儀的開關連接，數(shù)碼相機通過USB接口線與計算機相連，激光測距儀通過RS-232接口線與與計算機相連。本實用新型可以針對測量作物葉片的特定環(huán)境，根據(jù)光學成像的原理，采用距離作為確定像素點代表的面積，設備簡單、操作方便、受環(huán)境影響小；所采用的裝置便于攜帶，便于作物的活體測量，避免由于破壞性測量影響作物的生長。
文檔編號G01B11/28GK201876247SQ20102055278
公開日2011年6月22日 申請日期2010年9月29日 優(yōu)先權日2010年9月29日
發(fā)明者王定成 申請人:南京信息工程大學