本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)機械技術領域，具體地，涉及一種基于Android系統(tǒng)的稻穗表型分析儀及使用方法。

背景技術：

稻谷作為人類最重要的糧食之一，其種子的育種和產(chǎn)量評估是農(nóng)業(yè)研究的熱門。稻穗的表型可以反映其種子的多方面的基因特性，所以對于稻穗表型的測量分析是研究種子基因特性的重要方式。但是稻穗形狀復雜，且各個分支較為脆弱，容易斷裂，故目前還沒有全自動將穗型各分支分開的方法和設備。同時人工鋪開再用膠帶粘到板子上的傳統(tǒng)做法，費時費力，效率極低，而且由于使用膠帶粘連，不利于稻穗的回收，所以傳統(tǒng)穗型表型的測量分析需要一種全新的便攜裝置。

傳統(tǒng)的穗型表型的測量方法主要是將稻穗放到板子上，然后用雙面膠一個一個粘住稻穗的各個分支，固定在板子上，用尺子量出各分支的長度，再通過人工繪圖，將分支的結構簡圖手繪下來。這些手工方法由于受人為、自然等因素的影響較多，導致測量精度差、測量結果不理想。現(xiàn)在存在的自動化稻穗分析儀，因為無法做到自動將稻穗展開，只能測量整體的長度，并估算出稻穗所含的谷粒數(shù)量。這種設備通產(chǎn)含有傳送帶，體積龐大，價格昂貴，且可測量參數(shù)較少，實用性不高。

當前平板電腦普及度越來越高，利用用戶家庭中已有的硬件設備，下載安裝本裝置專用應用程序即可使用，大大降低了使用成本，為用戶提供方便，且平板電腦具有友好的人機交互界面和方便的程序升級通道。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種基于平板電腦的稻穗表型分析儀與使用方法。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于平板電腦的稻穗表型分析儀，包括：平板電腦、箱體、背光板、透明磁性定位片、平板電腦固定座、鐵板，所述平板電腦安裝在平板電腦固定座上，所述平板電腦固定座安裝在箱體頂部；所述背光板安裝在鐵板上面，稻穗放在所述背光板上，由若干透明磁性定位片壓住稻穗各個分支；所述平板電腦帶有攝像頭，并通過拍攝的稻穗照片計算出稻穗的拓撲結構、粒數(shù)、分支數(shù)量等數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，所述箱體包括上箱體和下箱體，上箱體和下箱體通過鉸鏈連接，可以將上箱體旋轉打開；所述上箱體頂部有拍照孔，所述拍照孔對齊平板電腦的攝像頭。

優(yōu)選地，所述平板電腦固定座的夾持尺寸可以手動調節(jié)，適應6寸到12寸的平板電腦的固定。

優(yōu)選地，所述背光板貼緊安裝在鐵板上，所述鐵板水平固定安裝在下箱體內部。

優(yōu)選地，所述透明磁性定位片包括透明片與磁鐵，所述磁鐵鑲嵌在透明片里；所述透明片設有通孔。

優(yōu)選地，所述透明磁性定位片壓在稻穗的分支一端，通過磁性的作用與鐵板相互吸引，從而吸附在背光板上，將稻穗固定。

優(yōu)選地，所述平板電腦中嵌入有圖像處理的應用程序模塊，所述應用程序模塊用于計算稻穗的拓撲結構，分支的數(shù)量和長度，以及稻穗上谷粒的數(shù)量；所述應用程序模塊基于OpenCV和Java語言。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于平板電腦的稻穗表型分析儀的使用方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：將平板電腦安裝在平板電腦固定座上，調節(jié)平板電腦固定座的大小和位置，使平板電腦的攝像頭對齊拍照孔；

步驟2：翻開箱體，將稻穗鋪開放在背光板上，用透明磁性定位片分別壓住稻穗的每個分支的端點，并進行位置調整，使各分支盡量分開，不互相接觸；

步驟3：閉合箱體，打開背光板電源，使背光板發(fā)光；

步驟4：打開平板電腦的應用程序，對稻穗拍照，進行圖像處理和數(shù)據(jù)計算；

步驟5：平板電腦顯示分析結果，人工修正數(shù)據(jù)，保存分析結果；

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：

1、本發(fā)明提供的一種基于平板電腦的稻穗表型分析儀與使用方法，通過平板電腦自帶的攝像頭拍攝種子照片，使用圖像處理算法分析得到稻穗表型數(shù)據(jù)，同時計算得出稻穗分支的長度和數(shù)量，稻穗所包含的谷粒的個數(shù)；可見，本發(fā)明結構簡單，成本低，且易于推廣使用，通用性強。

2、本發(fā)明提供的一種基于平板電腦的稻穗表型分析儀還設置有磁性稻穗定位裝置，通過使用帶磁性的透明片壓住稻穗分支，從而能夠方便的調整分支擺放位置，既不影響拍照效果，又能完整的將稻穗回收，而不會造成稻穗損傷。相比于傳統(tǒng)的膠粘固定，提高了擺放效率，減少了人力勞動量，減少了稻穗在粘連過程中的損傷。

3、本發(fā)明提供的一種基于平板電腦的稻穗表型分析儀還設置可以手動調節(jié)尺寸的平板電腦固定座，能夠適應不同大小平板電腦，使通用性的提高。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯：

圖1為本發(fā)明提供的一種基于平板電腦的稻穗表型分析儀的內部結構示意圖；

圖2為本發(fā)明提供的一種基于平板電腦的稻穗表型分析儀的外部結構示意圖；

圖3為本發(fā)明提供的一種基于平板電腦的稻穗表型分析儀的透明磁性定位片的結構示意圖；

圖4為本發(fā)明提供的一種基于平板電腦的稻穗表型分析儀與使用方法作物種子性狀分析儀使用的流程示意圖。

圖中：

1-平板電腦；

2-箱體；

3-背光板；

4-透明磁性定位片；

5-平板電腦固定座；

6-鐵板；

7-拍照孔；

8-上箱體；

9-下箱體；

10-鉸鏈；

11-透明片；

12-磁鐵；

13-稻穗。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變化和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。

本發(fā)明提供的一種基于平板電腦的稻穗表型分析儀，包括：平板電腦1、箱體2、背光板3、透明磁性定位片4、平板電腦固定座5、鐵板6；

所述平板電腦1安裝在平板電腦固定座5上，所述平板電腦固定座5安裝在箱體2頂部；所述背光板3安裝在鐵板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壓住稻穗13各個分支；所述平板電腦1帶有攝像頭，能夠拍攝稻穗。

所述箱體2包括上箱體8和下箱體9，上箱體8和下箱體9之間通過鉸鏈10連接，上箱體8相對于下箱體9能夠旋轉打開；所述上箱體8頂部有拍照孔7，所述拍照孔對齊平板電腦1的攝像頭。

所述平板電腦固定座5的夾持尺寸能夠手動調節(jié)，適應6寸到12寸的平板電腦的固定。

所述背光板3貼緊安裝在鐵板6上，所述鐵板6水平固定安裝在下箱體9內部。

所述透明磁性定位片4包括透明片11與磁鐵12，所述磁鐵12鑲嵌在透明片11里；所述透明片11設有通孔。

所述透明磁性定位片4壓在稻穗13的分支一端，通過磁性的作用與鐵板6相互吸引，從而吸附在背光板上3，將稻穗13保持在背光板上3上。

所述平板電腦1通過拍攝的稻穗照片計算出稻穗的拓撲結構、粒數(shù)、分支數(shù)量和長度數(shù)據(jù)中的任一種或任多種數(shù)據(jù)。

所述平板電腦1中嵌入有圖像處理的應用程序模塊，所述應用程序模塊用于計算稻穗的拓撲結構，分支的數(shù)量和長度，以及稻穗上谷粒的數(shù)量；所述應用程序模塊基于OpenCV和Java語言。

根據(jù)本發(fā)明一種基于平板電腦的稻穗表型分析儀的使用方法，包括如下步驟：

步驟1：將平板電腦1安裝在平板電腦固定座5上，調節(jié)平板電腦固定座5的大小和位置，使平板電腦1的攝像頭對齊拍照孔7；

步驟2：翻開箱體2，將稻穗13鋪開放在背光板3上，用透明磁性定位片4分別壓住稻穗13的每個分支的端點，并進行位置調整，使稻穗13的各分支分開，不互相接觸；

步驟3：閉合箱體2，打開背光板3電源，使背光板3發(fā)光；

步驟4：打開平板電腦1，對稻穗13拍照，進行圖像處理和數(shù)據(jù)計算；

步驟5：平板電腦1顯示分析結果，人工修正數(shù)據(jù)，保存分析結果。

下面對本發(fā)明進行更為具體的說明。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于平板電腦的稻穗表型分析儀，包括放置在特定位置的平板電腦，所述平板電腦帶有攝像頭，可以拍照并保存在圖像數(shù)據(jù)庫，后續(xù)采用圖像處理算法進行分析，得到稻穗表型的各項參數(shù)數(shù)據(jù)。

具體地，如圖1所示，本發(fā)明中的分析儀包括放置在平板電腦固定座2的平板電腦1，所述平板電腦1的攝像頭對齊拍照孔7的圓心，且平板電腦1與背光板3平行。如圖2所示，在背光板3上放置需要進行表型分析的稻穗13樣品，利用平板電腦1拍攝稻穗13的圖像并保存在圖像數(shù)據(jù)庫，后續(xù)采用圖像處理算法進行分析得到稻穗的拓撲結構，稻穗分支的個數(shù)和各分支的長度，并計算預估出稻穗上所包含谷粒的數(shù)量，為考察育種品質、產(chǎn)量預估等多方面因素提供依據(jù)。

更進一步地，如圖4所示，使用前，首先將平板電腦1放置在平板電腦固定座2上，并調節(jié)其尺寸大小來使平板電腦1固定穩(wěn)妥，且平板電腦1的攝像頭對準拍照孔7。翻起上箱體8，將稻穗13放在背光板3上，然后用透明磁性定位片4將稻穗13的分支一端壓住，每一個長分支使用一個透明磁性定位片4。然后用手指撥動透明磁性定位片4，使得各分支分布均勻，沒有互相交疊或粘貼的情況。蓋上上箱體8，打開背光板3的電源，使其發(fā)光，并在平板電腦1上啟動專用的應用程序。點擊平板電腦1的觸摸屏，使攝像頭對焦在稻穗13上，然后點擊開始測量后，使用自帶攝像頭拍攝稻穗13的圖像，并將其保存在圖像數(shù)據(jù)庫。然后在運行圖像處理算法對圖像進行分析，獲得稻穗拓撲結構，稻穗分支的個數(shù)和各分支的長度，并計算預估出稻穗上所包含谷粒的數(shù)量，并將測量結果顯示在屏幕上。最后應用程序將所有測量結果保存到數(shù)據(jù)庫內，也可以導出至Excel文件。使用結束后，關閉背光燈3電源，取下所有透明磁性定位片4即可。

以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變化或修改，這并不影響本發(fā)明的實質內容。在不沖突的情況下，本申請的實施例和實施例中的特征可以任意相互組合。