一種小麥穗數(shù)測(cè)量裝置及其使用方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種小麥穗數(shù)測(cè)量裝置及其使用方法。本發(fā)明提供了一種小麥穗數(shù)測(cè)量裝置及其使用方法，該測(cè)量裝置包括可調(diào)節(jié)高度的支架及設(shè)于支架上的測(cè)量框架、熱紅外測(cè)量單元及圖像處理單元，熱紅外測(cè)量單元與圖像處理單元連接；熱紅外測(cè)量單元設(shè)于測(cè)量框架的上方，并使得測(cè)量框架位于熱紅外測(cè)量單元的視角范圍內(nèi)。通過(guò)熱紅外測(cè)量單元拍攝測(cè)量框架內(nèi)的麥穗圖像，并將其傳輸至圖像處理單元，獲得測(cè)量框架內(nèi)的麥穗數(shù)量，進(jìn)而換算出任意區(qū)域面積的麥穗總數(shù)。通過(guò)設(shè)置的熱紅外測(cè)量單元能將區(qū)分顏色相近的麥穗和葉片，提高了麥穗數(shù)量的測(cè)算效率及準(zhǔn)確度；本申請(qǐng)中的裝置能適用于不同氣候環(huán)境，具有很好的穩(wěn)定性和可靠性。
【專利說(shuō)明】
一種小麥穗數(shù)測(cè)量裝置及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種小麥穗數(shù)測(cè)量裝置及其使用方法，具體涉及一種能提高測(cè)量麥穗數(shù)量效率及正確率的小麥穗數(shù)測(cè)量裝置及其使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]小麥穗數(shù)是指某一小麥種植區(qū)域內(nèi)的麥穗個(gè)數(shù)，是小麥測(cè)產(chǎn)過(guò)程的重要參數(shù)之一。同時(shí)，小麥穗數(shù)為小麥新品種的優(yōu)選提供重要依據(jù)，因此其也是育種專家必須測(cè)量的參數(shù)之一。
[0003]目前，有多種方法被用于小麥產(chǎn)量的測(cè)量，主要包括田間人工測(cè)量、電容測(cè)產(chǎn)、氣候分析預(yù)測(cè)及年景預(yù)測(cè)等。但是，由于田間環(huán)境小麥生長(zhǎng)密集、長(zhǎng)勢(shì)各異且數(shù)量巨大，育種專家手持一米長(zhǎng)的直尺進(jìn)入田間，測(cè)算不同育種小區(qū)獨(dú)立行內(nèi)一米長(zhǎng)的范圍所包含的小麥數(shù)量，進(jìn)而估算小區(qū)內(nèi)的麥穗總數(shù)，這種方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且人工在田間環(huán)境數(shù)穗，計(jì)數(shù)結(jié)果與個(gè)人主觀性及所選計(jì)數(shù)區(qū)域小麥的疏密有很大關(guān)系，不同人員對(duì)同一地塊的測(cè)量結(jié)果偏差較大，很難獲取準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。除此之外，育種小區(qū)數(shù)量巨大、待測(cè)量區(qū)域數(shù)量多且田間環(huán)境復(fù)雜，人工測(cè)量效率低。而電容測(cè)產(chǎn)、氣候分析預(yù)測(cè)及年景預(yù)測(cè)方法存在主觀影響大、成本高且不能做到局部小范圍精確測(cè)算的效果。
[0004]隨著育種信息化水平的不斷提高，利用圖像識(shí)別技術(shù)進(jìn)行田間麥穗計(jì)數(shù)成為一種趨勢(shì)。目前國(guó)內(nèi)外已有研究學(xué)者將圖像處理和視頻監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用與作物生長(zhǎng)監(jiān)控中，比如:通過(guò)攝像頭基于可將光成像方法，提取麥穗的顏色、紋理特征，采用圖像分析方法計(jì)算麥穗骨架數(shù)量及麥穗骨架有效交點(diǎn)的數(shù)量，進(jìn)行麥穗數(shù)量計(jì)算;或通過(guò)數(shù)碼相機(jī)拍攝所需測(cè)量麥穗照片，對(duì)所拍攝的麥穗照片采用圖像處理方法，分析了基于顏色特征和基于圖像紋理特征的麥穗分割方法，并采用麥穗骨架角點(diǎn)數(shù)量進(jìn)行田間麥穗計(jì)數(shù)。但是，上述圖像識(shí)別技術(shù)存在缺陷，采用攝像頭或數(shù)碼相機(jī)拍攝麥穗圖像均屬于可見光圖像拍攝方法，若采用此方法進(jìn)行大田麥穗計(jì)數(shù)的方法，由于麥穗顏色和葉片顏色相近，且可見光在室外圖像獲取過(guò)程易受光照因素影響，難以保證圖像獲取的穩(wěn)定性，難以從根本上解決田間麥穗準(zhǔn)確獲取難題。除此之外，還需對(duì)所拍攝的麥穗圖像進(jìn)行一系列的圖像特征提取，比如顏色、紋理及輪廓特征提取，之后還需對(duì)提取的技術(shù)特征進(jìn)行細(xì)化，操作步驟多，也不利于麥穗數(shù)量的快速、準(zhǔn)確獲取。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005](一)要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是解決現(xiàn)有的麥穗測(cè)量方法存在主觀影響大、成本高、圖像處理步驟繁瑣且易受環(huán)境因素影響，進(jìn)而難以保證圖像獲取穩(wěn)定性及不利于快速準(zhǔn)確獲取麥穗數(shù)量的問(wèn)題。
[0007](二)技術(shù)方案
[0008]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種小麥穗數(shù)測(cè)量裝置，該小麥穗數(shù)測(cè)量裝置包括可調(diào)節(jié)高度的支架及設(shè)于所述支架上的測(cè)量框架、熱紅外測(cè)量單元及圖像處理單元，所述熱紅外測(cè)量單元與所述圖像處理單元連接;所述熱紅外測(cè)量單元設(shè)于所述測(cè)量框架的上方，并使得所述測(cè)量框架位于所述熱紅外測(cè)量單元的視角范圍內(nèi)。
[0009]其中，所述測(cè)量框架包括4個(gè)對(duì)稱于所述測(cè)量框架中心布置的L型拼接件，所述4個(gè)L型拼接件可拉伸式拼接在一起構(gòu)成矩形框架。
[0010]其中，所述支架上設(shè)有豎直方向布置的滑軌，所述測(cè)量框架通過(guò)滑塊沿著所述滑軌移動(dòng)。
[0011 ]其中，所述圖像處理單元包括圖像采集子單元及圖像分析子單元。
[0012]其中，所述熱紅外測(cè)量單元為熱紅外機(jī)芯。
[0013]其中，該小麥穗數(shù)測(cè)量裝置還包括為所述熱紅外測(cè)量單元及圖像處理單元提供電能的電源單元。
[0014]其中，所述熱紅外測(cè)量單元通過(guò)數(shù)據(jù)線與所述圖像處理單元連接。
[0015]本發(fā)明還提供了一種小麥穗數(shù)測(cè)量裝置的使用方法，包括如下操作步驟:
[0016]S1、將支架固定于待測(cè)區(qū)域旁，并分別把測(cè)量框架、熱紅外測(cè)量單元及圖像處理單元固定在支架上；
[0017]S2、將熱紅外測(cè)量單元與圖像處理單元連接，并啟動(dòng)熱紅外測(cè)量單元及圖像處理單元；
[0018]S3、通過(guò)熱紅外測(cè)量單元獲取測(cè)量框架內(nèi)的麥穗圖像并將其傳輸至圖像處理單元；
[0019]S4、通過(guò)圖像處理單元分析步驟S3中的麥穗圖像，以獲取測(cè)量框架內(nèi)的麥穗數(shù)量。
[0020]其中，在步驟SI中，在步驟SI中，通過(guò)調(diào)節(jié)支架高度使得所述測(cè)量框架位于待測(cè)區(qū)域內(nèi)小麥冠層處。
[0021](三)有益效果
[0022]本發(fā)明的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明提供了一種小麥穗數(shù)測(cè)量裝置及其使用方法，該小麥穗數(shù)測(cè)量裝置包括可調(diào)節(jié)高度的支架及設(shè)于支架上的測(cè)量框架、熱紅外測(cè)量單元及圖像處理單元，熱紅外測(cè)量單元與圖像處理單元連接;熱紅外測(cè)量單元設(shè)于測(cè)量框架的上方，并使得測(cè)量框架位于熱紅外測(cè)量單元的視角范圍內(nèi)。操作時(shí)，通過(guò)熱紅外測(cè)量單元拍攝測(cè)量框架內(nèi)的麥穗圖像，并將麥穗圖像傳輸至圖像處理單元，從而獲得測(cè)量框架內(nèi)的麥穗數(shù)量，進(jìn)而換算出任意區(qū)域面積的麥穗總數(shù)，處理方法簡(jiǎn)單，處理時(shí)間短，有助于提高測(cè)量效率。因處于灌漿期小麥的麥穗與葉片呼吸蒸騰作用存在差異，通過(guò)設(shè)置的熱紅外測(cè)量單元能根據(jù)這種差異，在所獲得的熱紅外圖像中顯著區(qū)分顏色相近的麥穗和葉片，提高了麥穗數(shù)量的測(cè)算準(zhǔn)確度；同時(shí)，由于麥穗與葉片的差異由小麥生理特性決定，不受環(huán)境因素影響，因此本申請(qǐng)中的小麥穗數(shù)測(cè)量裝置能適用于不同氣候環(huán)境，具有很好的穩(wěn)定性和可靠性。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是本發(fā)明實(shí)施例一中一種小麥穗數(shù)測(cè)量裝置的具體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2是本發(fā)明實(shí)施例一中圖像處理單元的處理過(guò)程流程圖；
[0025]圖3至圖4是采用本發(fā)明實(shí)施例一中小麥穗數(shù)測(cè)量裝置獲取麥穗數(shù)量的試驗(yàn)結(jié)果處理過(guò)程圖；
[0026]圖5是采用本發(fā)明實(shí)施例一中小麥穗數(shù)測(cè)量裝置獲取麥穗數(shù)量的試驗(yàn)結(jié)果圖。
[0027]圖中:1:熱紅外成像機(jī)芯;2:平板電腦;3:支架;4:測(cè)量框架。
【具體實(shí)施方式】
[0028]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0029]實(shí)施例一
[0030]如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種小麥穗數(shù)測(cè)量裝置，該小麥穗數(shù)測(cè)量裝置包括可調(diào)節(jié)高度的支架3及設(shè)于支架3上的測(cè)量框架4、熱紅外測(cè)量單元及圖像處理單元，熱紅外測(cè)量單元與圖像處理單元連接;熱紅外測(cè)量單元設(shè)于測(cè)量框架4的上方，并使得測(cè)量框架4位于熱紅外測(cè)量單元的視角范圍內(nèi)。在本實(shí)施例中，熱紅外測(cè)量單元固定于支架3的頂部，支架3用于固定熱紅外成像機(jī)芯1、平板電腦2以及測(cè)量框架4，可通過(guò)調(diào)節(jié)支架3的高度來(lái)相應(yīng)調(diào)節(jié)測(cè)量框架4距離地面的高度，為保證測(cè)試精度，實(shí)際使用過(guò)程調(diào)節(jié)測(cè)量框架4至小麥冠層處;待調(diào)節(jié)完測(cè)量框架4的高度后，通過(guò)調(diào)節(jié)支架3的高度來(lái)相應(yīng)調(diào)節(jié)熱紅外測(cè)量單元距離測(cè)量框架4的高度，來(lái)使得測(cè)量框架4位于熱紅外測(cè)量單元的視角范圍內(nèi)，以便能將測(cè)量框架4內(nèi)的所有麥穗照全，提高麥穗數(shù)量測(cè)試值的精確度。
[0031]特別的，支架3可通過(guò)多種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)可調(diào)節(jié)高度，比如:支架3可通過(guò)小管套設(shè)于大管內(nèi)的方式來(lái)組裝，其中，小管可沿著大管的軸線方向滑動(dòng)并通過(guò)鎖定機(jī)構(gòu)固定;或者支架由多根豎直方向布置且相鄰管子間采用螺紋連接的管子構(gòu)成，通過(guò)旋進(jìn)或旋出，來(lái)調(diào)節(jié)相鄰管子的相對(duì)距離，由此來(lái)實(shí)現(xiàn)支架在高度方向上的調(diào)整。本申請(qǐng)中的可調(diào)節(jié)高度的支架可采用上述方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，但不僅局限于上述方式。
[0032]具體地，操作時(shí)，通過(guò)熱紅外測(cè)量單元拍攝測(cè)量框架4內(nèi)的麥穗圖像，并將麥穗圖像傳輸至圖像處理單元，從而獲得測(cè)量框架4內(nèi)的麥穗數(shù)量，進(jìn)而換算出任意區(qū)域面積的麥穗總數(shù)，處理時(shí)間短，有助于提高測(cè)量效率。因處于灌漿期小麥的麥穗與葉片呼吸蒸騰作用存在差異，通過(guò)設(shè)置的熱紅外測(cè)量單元能區(qū)分顏色相近的麥穗和葉片，提高了麥穗數(shù)量的測(cè)算準(zhǔn)確度；同時(shí)，由于麥穗與葉片的差異由小麥生理特性決定，不受環(huán)境光照因素影響，因此本申請(qǐng)中的小麥穗數(shù)測(cè)量裝置能適用于不同氣候環(huán)境，具有很好的穩(wěn)定性和可靠性。
[0033]具體地，測(cè)量框架4包括4個(gè)對(duì)稱于測(cè)量框架4中心布置的L型拼接件，4個(gè)L型拼接件可拉伸式拼接在一起構(gòu)成矩形框架。可根據(jù)實(shí)際需要，將測(cè)量框架4設(shè)置成所需規(guī)格大小，無(wú)需制作多規(guī)格的測(cè)量框架4，簡(jiǎn)單方便，且有利于節(jié)約成本投入。其中，可拉伸式拼接可通過(guò)多種方式實(shí)現(xiàn)，比如:相鄰布置的L型拼接件間可設(shè)有彈性連接件，將測(cè)量框架4拉伸至所需測(cè)量規(guī)格，并通過(guò)撐桿固定;在每個(gè)L型拼接件上設(shè)有滑軌，相鄰布置的L型拼接件通過(guò)連接板沿著滑軌移動(dòng)，并通過(guò)銷軸或螺栓固定。
[0034]特別的，本申請(qǐng)中的小麥穗數(shù)測(cè)量裝置中的測(cè)量框架4為黑色方形框架，且測(cè)量框架4可拉伸至不同規(guī)格尺寸，同時(shí)支架3的高度可調(diào)，實(shí)際使用過(guò)程調(diào)節(jié)測(cè)量框架4至小麥冠層處，測(cè)量框架4用于確定待小麥穗數(shù)待測(cè)區(qū)域，便于進(jìn)行育種小區(qū)或整個(gè)地塊的小麥穗數(shù)測(cè)量，也能滿足多種不同區(qū)域面積的小麥穗數(shù)測(cè)量要求。
[0035]值得說(shuō)明的是，對(duì)測(cè)量框架4在豎直方向上的高度調(diào)節(jié)可以通過(guò)滑塊及滑軌的運(yùn)動(dòng)方式，但不僅局限于此連接方式，也可以通過(guò)電機(jī)及滾珠絲桿副的方式。
[0036]具體地，圖像處理單元包括圖像采集子單元及圖像分析子單元。當(dāng)熱紅外測(cè)量單元拍攝測(cè)量框架4內(nèi)的麥穗圖像，并將麥穗圖像傳輸至圖像采集子單元，并通過(guò)圖像分析子單元對(duì)麥穗圖像進(jìn)行分析，以獲取測(cè)量框架4內(nèi)的麥穗數(shù)量。其中，圖像處理單元可以為單片機(jī)，也可以為微型計(jì)算機(jī)，在本實(shí)施例中，圖像處理單元為平板電腦2。
[0037]優(yōu)選地，熱紅外測(cè)量單元為熱紅外機(jī)芯I。熱紅外機(jī)芯I質(zhì)輕、可靠性強(qiáng)，測(cè)量精度高，且屬于低功耗的熱紅外測(cè)試裝置，能有效支持長(zhǎng)周期的麥穗測(cè)量作業(yè)。在本實(shí)施例中，采用熱紅外成像機(jī)芯I獲取小麥的冠層熱紅外圖像，所采用熱紅外機(jī)芯I溫度分辨率為0.050C，獲取的熱紅外圖像分辨率為384X 288。
[0038]具體地，采用熱紅外成像方式對(duì)處于灌漿期的小麥進(jìn)行成像，因灌漿期小麥的麥穗與葉片呼吸蒸騰作用存在差異，該差異在熱紅外圖像區(qū)別顯著。并且由于該差異由小麥生理特性決定，不受環(huán)境光照因素影響，因此本測(cè)量裝置適用于不同氣候環(huán)境，具有優(yōu)秀的穩(wěn)定性和可靠性。
[0039]進(jìn)一步地，該小麥穗數(shù)測(cè)量裝置還包括為熱紅外測(cè)量單元及圖像處理單元提供電能的電源單元。其中，電源單元可為外部交流電源，也可為充電電池，在本實(shí)施例中，熱紅外機(jī)芯I和平板電腦2均通過(guò)充電電池進(jìn)行供電，使用方便，可保證本申請(qǐng)中的小麥穗數(shù)測(cè)量裝置能在田間環(huán)境正常、有效地工作。具體地，熱紅外機(jī)芯I和平板電腦2均可通過(guò)12V可充電電池供電。
[0040]具體地，熱紅外測(cè)量單元通過(guò)數(shù)據(jù)線與圖像處理單元連接。在本實(shí)施例中，熱紅外成像機(jī)芯I采用USB接口與平板電腦2相連，平板電腦2通過(guò)USB接口獲取麥穗的熱紅外圖像信息;本發(fā)明還提供了一種小麥穗數(shù)測(cè)量裝置的使用方法，包括如下操作步驟:
[0041]S1、將支架置于需進(jìn)行小麥穗數(shù)測(cè)量的待測(cè)區(qū)域旁，并分別把測(cè)量框架、熱紅外測(cè)量單元及圖像處理單元固定在支架上；同時(shí)，將測(cè)量框架拉伸至所需規(guī)格大小，如50cmX50cm;為獲得最優(yōu)的麥穗測(cè)試數(shù)據(jù)，具體地，首先調(diào)節(jié)測(cè)量框架4的高度至小麥冠層，處于測(cè)量框架4內(nèi)部的麥穗為測(cè)算對(duì)象，隨后通過(guò)調(diào)整支架3的高度調(diào)節(jié)熱紅外機(jī)芯I距離測(cè)量框架4的高度，以確保測(cè)量框架4處于熱紅外機(jī)芯I的視角范圍內(nèi)；
[0042I S2、將熱紅外測(cè)量單元與圖像處理單元連接，并啟動(dòng)熱紅外測(cè)量單元及圖像處理單元，為開始測(cè)量做好準(zhǔn)備工作;在本實(shí)施例中，熱紅外成像機(jī)芯I采用USB接口與平板電腦2相連，平板電腦2通過(guò)USB接口獲取麥穗的熱紅外圖像信息；
[0043]S3、通過(guò)熱紅外測(cè)量單元獲取測(cè)量框架內(nèi)的麥穗圖像并將其傳輸至圖像處理單元;具體地，通過(guò)熱紅外機(jī)芯I拍攝測(cè)量框架4內(nèi)的麥穗圖像，并傳輸至圖像采集子單元中；在本實(shí)施例中，通過(guò)熱紅外機(jī)芯I所獲取的麥穗圖像經(jīng)存儲(chǔ)后為灰度圖像，如圖3所示；
[0044]S4、通過(guò)圖像處理單元分析步驟S3中的麥穗圖像，以獲取測(cè)量框架內(nèi)的麥穗數(shù)量；具體地，通過(guò)圖像分析子單元分析步驟S3中的麥穗圖像并計(jì)算麥穗數(shù)量，以獲取測(cè)量框架4范圍內(nèi)的麥穗數(shù)量。
[0045]具體地，根據(jù)所獲取的熱紅外圖像進(jìn)行田間小麥穗數(shù)計(jì)量主要包括以下步驟，具體如圖2所示:
[0046]Stl、獲取田間麥穗熱紅外圖像；
[0047]St2、根據(jù)熱紅外圖像中麥穗與葉片及背景的灰度值差異，通過(guò)灰度拉伸變換對(duì)步驟Stl中獲取的麥穗熱紅外圖像進(jìn)行圖像增強(qiáng)，具體如圖4所示;具體地，灰度拉伸值設(shè)為O與255之間，可大大增強(qiáng)麥穗與背景(除了麥穗之外的所有畫面，包括葉片及麥桿)之間的對(duì)比度;若麥穗及葉片的灰度主要分布于a至b之間，若將其灰度拉伸到O到255之間，則原圖中灰度值為P的像素點(diǎn)經(jīng)過(guò)拉伸后的灰度值P0 = 255X (P-a)/(b_a);
[0048]St3、閾值變換后小面積去除干擾信息，提取麥穗圖像;對(duì)增強(qiáng)后的步驟St2中的圖片進(jìn)行閾值變換，并對(duì)閾值變換后的圖像進(jìn)行小面積去除干擾信息，獲取麥穗圖像，具體如圖5所示；
[0049]St4、提取步驟St3中獲取的麥穗圖像，并對(duì)其各區(qū)域分別進(jìn)行分析，根據(jù)區(qū)域凹凸性結(jié)合區(qū)域面積，進(jìn)行麥穗數(shù)量計(jì)算；具體地，結(jié)合各區(qū)域的凹凸性指標(biāo)(Convex)和面積(Area)，進(jìn)行麥穗數(shù)計(jì)算;其中，區(qū)域的凹凸性指標(biāo)(Convex)的定義為該區(qū)域的面積與該區(qū)域最小外接矩形的面積比值，Convex值越小，表明該區(qū)域形狀不規(guī)則，可判別為2個(gè)或更多個(gè)麥穗粘連在一起所形成。
[°°50]根據(jù)各區(qū)域的凹凸性Convex和面積Area，小麥總穗數(shù)N的計(jì)算方法為:
[0051]如果Convex>0.7且AreaS 1.5A，此區(qū)域麥穗數(shù)量計(jì)為NI;
[0052]如果Convex>0.7且Area>l.5A，此區(qū)域麥穗數(shù)量計(jì)為N2;
[0053]如果(:01^61〈 = 0.7且4代&<2.5六，此區(qū)域麥穗數(shù)量計(jì)為吧；
[0054]如果(:01^61〈 = 0.7且2.54〈4代3<3.5六，此區(qū)域麥穗數(shù)量計(jì)為財(cái)；
[0055]如果Convex〈 = 0.7且Area>3.5A，此區(qū)域麥穗數(shù)量計(jì)為N5 ；
[0056]小麥總穗數(shù)Ν=Ν1+2 X N2+2 X N3+3 X N4+4 X N5 ；
[0057]式中，A為單個(gè)麥穗的平均面積。
[0058]具體地，在步驟S2中，熱紅外測(cè)量單元通過(guò)數(shù)據(jù)線與圖像處理單元連接，也可通過(guò)無(wú)線連接或其它信號(hào)連接方式。
[0059]實(shí)施例二
[0060]進(jìn)一步地，支架3上設(shè)有豎直方向布置的滑軌，測(cè)量框架4通過(guò)滑塊沿著滑軌移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)測(cè)量框架4能沿著支架3的豎直方向進(jìn)行高度調(diào)節(jié)。優(yōu)選地，為達(dá)到較好的拍攝效果，將測(cè)量框架4設(shè)于待測(cè)區(qū)域內(nèi)小麥冠層處。其中，豎直方向指的是垂直于地面的方向。其中，滑塊可與電機(jī)連接，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，使得滑塊在滑軌上移動(dòng)；當(dāng)然，在本實(shí)施例中，也不僅局限于僅采用電機(jī)的驅(qū)動(dòng)形式。
[0061]由此，在本實(shí)施例中，測(cè)量框架4可通過(guò)其與支架的可滑動(dòng)連接來(lái)實(shí)現(xiàn)高度調(diào)節(jié)，自動(dòng)化程度高，進(jìn)而有助于提高測(cè)試精確度。特別的，在本實(shí)施例中，也可將支架的高度調(diào)節(jié)和測(cè)量框架4與支架的可滑動(dòng)連接結(jié)合起來(lái)一起將測(cè)量框架4調(diào)節(jié)至小麥冠層處，進(jìn)一步節(jié)約調(diào)整時(shí)間，提高測(cè)試效率。其它技術(shù)方案與實(shí)施例一中的技術(shù)方案相同，為避免贅述，在這不做額外的闡述。
[0062]綜上所述，本發(fā)明提供了一種小麥穗數(shù)測(cè)量裝置及其使用方法，該小麥穗數(shù)測(cè)量裝置包括可調(diào)節(jié)高度的支架及設(shè)于支架上的測(cè)量框架、熱紅外測(cè)量單元及圖像處理單元，熱紅外測(cè)量單元與圖像處理單元連接;熱紅外測(cè)量單元設(shè)于測(cè)量框架的上方，并使得測(cè)量框架位于熱紅外測(cè)量單元的視角范圍內(nèi)。操作時(shí)，通過(guò)熱紅外測(cè)量單元拍攝測(cè)量框架內(nèi)的麥穗圖像，并將麥穗圖像傳輸至圖像處理單元，從而獲得測(cè)量框架內(nèi)的麥穗數(shù)量，進(jìn)而換算出任意區(qū)域面積的麥穗總數(shù)，處理時(shí)間短，有助于提高測(cè)量效率。因處于灌漿期小麥的麥穗與葉片呼吸蒸騰作用存在差異，通過(guò)設(shè)置的熱紅外測(cè)量單元能將區(qū)分顏色相近的麥穗和葉片，提高了麥穗數(shù)量的測(cè)算準(zhǔn)確度；同時(shí)，由于麥穗與葉片的差異由小麥生理特性決定，不受環(huán)境光照因素影響，因此本申請(qǐng)中的小麥穗數(shù)測(cè)量裝置能適用于不同氣候環(huán)境，具有很好的穩(wěn)定性和可靠性。
[0063]最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制;盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種小麥穗數(shù)測(cè)量裝置，其特征在于:包括可調(diào)節(jié)高度的支架及設(shè)于所述支架上的測(cè)量框架、熱紅外測(cè)量單元及圖像處理單元，所述熱紅外測(cè)量單元與所述圖像處理單元連接;所述熱紅外測(cè)量單元設(shè)于所述測(cè)量框架的上方，并使得所述測(cè)量框架位于所述熱紅外測(cè)量單元的視角范圍內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小麥穗數(shù)測(cè)量裝置，其特征在于:所述測(cè)量框架包括4個(gè)對(duì)稱于所述測(cè)量框架中心布置的L型拼接件，所述4個(gè)L型拼接件可拉伸式拼接在一起構(gòu)成矩形框架。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的小麥穗數(shù)測(cè)量裝置，其特征在于:所述支架上設(shè)有豎直方向布置的滑軌，所述測(cè)量框架通過(guò)滑塊沿著所述滑軌移動(dòng)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小麥穗數(shù)測(cè)量裝置，其特征在于:所述圖像處理單元包括圖像采集子單元及圖像分析子單元。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小麥穗數(shù)測(cè)量裝置，其特征在于:所述熱紅外測(cè)量單元為熱紅外機(jī)芯。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小麥穗數(shù)測(cè)量裝置，其特征在于:還包括為所述熱紅外測(cè)量單元及圖像處理單元提供電能的電源單元。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小麥穗數(shù)測(cè)量裝置，其特征在于:所述熱紅外測(cè)量單元通過(guò)數(shù)據(jù)線與所述圖像處理單元連接。8.—種如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的小麥穗數(shù)測(cè)量裝置的使用方法，其特征在于:包括如下操作步驟: 51、將支架固定于待測(cè)區(qū)域旁，并分別把測(cè)量框架、熱紅外測(cè)量單元及圖像處理單元固定在支架上； 52、將熱紅外測(cè)量單元與圖像處理單元連接，并啟動(dòng)熱紅外測(cè)量單元及圖像處理單元； 53、通過(guò)熱紅外測(cè)量單元獲取測(cè)量框架內(nèi)的麥穗圖像并將其傳輸至圖像處理單元； 54、通過(guò)圖像處理單元分析步驟S3中的麥穗圖像，以獲取測(cè)量框架內(nèi)的麥穗數(shù)量。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的小麥穗數(shù)測(cè)量裝置的使用方法，其特征在于:在步驟SI中，通過(guò)調(diào)節(jié)支架高度使得所述測(cè)量框架位于待測(cè)區(qū)域內(nèi)小麥冠層處。
【文檔編號(hào)】G06T5/00GK105842164SQ201610298888
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年5月6日
【發(fā)明人】宋鵬, 王成, 張晗, 路文超, 趙勇, 潘大宇
【申請(qǐng)人】北京農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心