一种水稻剑叶夹角在体测量便携装置及在体测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种水稻剑叶夹角在体测量便携装置，包括：底板、侧板、挡板、肋板、托板、横梁、侧护板、底护板以及图像处理上位机；侧板与底板间存在缝隙，用于固定水稻样本；底板为不透明亚克力板，使用时水稻样本紧靠于底板，底板为样本图片提供白色背景；托板、横梁、侧护板、底护板用于固定上位机；肋板用于加强机械结构强度；挡板用于使用时挡开其他水稻，保证成像视野中只存在目标水稻样本。同时提供了一种水稻剑叶夹角在体测量方法。本发明专利技术实现了自动测量多股分岔稻穗角度，弥补现有方法的缺陷。本发明专利技术提出的基于自定义聚类的主轴识别算法，基于统计学信息，精度高，鲁棒性强，极大降低了样本局限性，增加了夹角测量仪装置的实用性。

A portable device for measuring the angle of rice sword and leaf in body and measuring method in body

The invention provides a rice leaf angle were measured in a portable device, which comprises a bottom plate, side plates, baffle, rib plate, plate, beam, side guard plate, bottom plate and image processing computer; there is a gap between the side plate and the bottom plate, used for fixing the rice samples; the floor is not transparent acrylic plate, use rice samples close to the floor, the floor provides a white background for sample images; plate, beam, side guard plate, bottom plate for fixing the upper machine; ribs used to strengthen the strength of mechanical structure; baffle for use off the other rice, ensure the target image exists only in the field of rice samples. At the same time, a method for measuring the angle of swords and leaves in rice is also provided. The invention realizes automatic measurement of multi strand bifurcation rice angle, make up for the defects of existing methods. The main axis recognition algorithm based on custom clustering proposed by the invention is based on statistical information, with high accuracy and strong robustness, which greatly reduces the limitation of the samples and increases the practicability of the angle measuring instrument.

【技术实现步骤摘要】
一种水稻剑叶夹角在体测量便携装置及在体测量方法
本专利技术涉及水稻剑叶角度在体测量
，具体地，涉及一种水稻剑叶夹角在体测量便携装置及在体测量方法。
技术介绍
水稻剑叶角度是指水稻植株主茎(稻穗)与剑叶之间的夹角，是构成水稻株型的的主要因素之一。在体测量是指农业测量中在不损害植株的情况下直接在现场获取结果的测量方式。现有的水稻剑叶角度在体测量仪器，例如浙江托普仪器公司研发的建业剑叶夹角测量仪，仅能够粗糙测量剑叶夹角，无法满足现代农业在水稻育种、株型研究、生产实践中对水稻剑叶夹角参数的准确、高效要求。经过检索发现：路文超等在《农业机械学报》，2015，(11)：296-301.发表的《基于Android手机的水稻剑叶角测量系统[J].》上，公开了一种开发图像处理算法并做出app。该算法统计了所有谷粒的边缘方向并聚类，但边缘信息受谷粒种类、光照等因素影响，且系统误差不可预知。现有的水稻剑叶角度在体测量仪，通常采用如下几种原理：1、使用骨架提取算法描述主茎，该算法的时间复杂度为nm+nlogn，效率较低，且弯曲、饱满或分岔的稻穗提取结果较差，图1、图2所示；2、统计所有谷粒的边缘方向并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水稻剑叶夹角在体测量便携装置，其特征在于，包括：底板、侧板、挡板、肋板、托板、横梁、侧护板、底护板以及图像处理上位机；其中：所述底板与侧板之间粘接并相对固定；所述侧板与底板之间设有缝隙，用于固定水稻样本；所述底板在工作状态下紧靠水稻样本，用于为样本图片提供背景；所述挡板与侧板之间粘接并相对固定，其中，挡板在工作状态下用于挡开其他水稻，以保证成像视野中只存在目标水稻样本；所述托板、侧护板、底护板以及横梁之间彼此相互粘接并相对固定，构成上位机固定装置，用于固定图像处理上位机；所述护板上设有用于紧固图像处理上位机的紧固装置，所述图像处理上位机用于拍摄水稻样本图像并进行图像处理，最终输出夹角检测结...

【技术特征摘要】
1.一种水稻剑叶夹角在体测量便携装置，其特征在于，包括：底板、侧板、挡板、肋板、托板、横梁、侧护板、底护板以及图像处理上位机；其中：所述底板与侧板之间粘接并相对固定；所述侧板与底板之间设有缝隙，用于固定水稻样本；所述底板在工作状态下紧靠水稻样本，用于为样本图片提供背景；所述挡板与侧板之间粘接并相对固定，其中，挡板在工作状态下用于挡开其他水稻，以保证成像视野中只存在目标水稻样本；所述托板、侧护板、底护板以及横梁之间彼此相互粘接并相对固定，构成上位机固定装置，用于固定图像处理上位机；所述护板上设有用于紧固图像处理上位机的紧固装置，所述图像处理上位机用于拍摄水稻样本图像并进行图像处理，最终输出夹角检测结果；所述肋板分别与托板和侧板粘接，用于加强机械结构强度。2.根据权利要求1所述的水稻剑叶夹角在体测量便携装置，其特征在于，所述图像处理上位机包括如下模块：-图像采集模块：用于采集水稻剑叶夹角的图像样本，并发送至图像预处理模块；-图像预处理模块：用于对图像采集模块采集到的图像样本进行预处理，得到图像样本的黑白图像，并发送至图像分割模块；-图像分割模块：用于处理预处理后的黑白图像，找出剑叶节点并根据剑叶节点将样本图像分为三部分：剑叶，稻穗，叶柄，并将剑叶和稻穗图像发送给图像聚类模块；-图像聚类模块：用于处理图像分割模块获得的剑叶图像和稻穗图像，使用聚类算法分别获得剑叶和稻穗类中心点，并发送至图像拟合模块；-图像拟合模块：用于处理剑叶和稻穗的类中心点，分别拟合出剑叶和稻穗的轴线并最终求出水稻剑叶夹角。3.根据权利要求1或2所述的水稻剑叶夹角在体测量便携装置，其特征在于，所述底板、侧板、挡板、肋板、托板、侧护板、底护板和/或横梁分别采用亚克力材质。4.根据权利要求3所述的水稻剑叶夹角在体测量便携装置，其特征在于，所述底板采用不透明亚克力板；和/或所述紧固装置采用相互适配的螺纹孔及螺栓。5.一种水稻剑叶夹角在体测量方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1，采集水稻剑叶夹角的图像样本；步骤S2，对步骤S1采集到的图像样本进行图像预处理，剔除多余的背景并获得图像样本的黑白图像；步骤S3，根据步骤S2中得到的黑白图像，通过节点搜索算法找到稻穗与剑叶的分岔点，即剑叶节点，并以剑叶节点为依据分割出稻穗和剑叶部分的样本图像；步骤S4，根据步骤S3中得到的样...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘成良，汪韬，贡亮，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31