一种基于5G及图像识别的水稻叶片面积测量装置和方法与流程

一种基于5g及图像识别的水稻叶片面积测量装置和方法
技术领域
1.本发明涉及测量领域，尤其涉及一种基于5g及图像识别的面积测量装置和方法。


背景技术：

2.水稻叶片是水稻的重要生理器官，光合作用、呼吸作用、蒸腾作用都是由叶片器官执行的，叶片面积的变化能够反映叶片光合产物数量积累的多少，能够反映水稻植株对光温水肥等养分利用的情况。因此能够快速、准确、简便、无损的获取叶片面积，对制定水稻的高产高效栽培策略起到促进作用。
3.传统的叶片面积测量方法包括经验公式法、称重法，经验公式法通过叶片长宽和经验系数来估算面积值，精度不高。称重法是在叶片上取一已知面积的叶片区域，称重后由重量比例换算面积值，这种方法具有破坏性，无法在同一叶片上持续进行。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种基于5g及图像识别的面积测量装置和方法，以解决现有的叶片面积测量方法测量精度低的问题。
5.为达到上述目的，本发明所采取的技术手段为：
6.一种基于5g及图像识别的水稻叶片面积测量装置，
7.包括盒体、用于分析图像并计算面积的计算机、设置在盒体内部的载物平台和摄像机，所述载物平台位于所述摄像机的上方，所述摄像机与所述载物平台之间连接有连接框，所述载物平台由透明材料制作而成，所述水稻叶片面积测量装置还包括盒体顶端的盖体、在盖体内侧顶端对应载物平台上方设置的光源和设置在盖体上与所述载物平台抵接的压板，所述压板采用透明材料制作，所述盒体内设置有用于控制所述压板升降的移动装置，所述移动装置数量为2个，对称安装在盖体内部左右或者前后两侧，所述摄像机的摄像头设置在载物平台的正下方，所述摄像头被所述连接框包围，摄像头的工作视角对应载物平台，所述摄像机上还设置有用于向计算机传输摄像头拍摄的图像的5g通讯模块。
8.所述移动装置包括两侧螺纹旋向相反的丝杆和设置在所述盒体内部顶端的滑轨，所述滑轨下端滑动设置有与所述丝杆左侧螺纹连接的第一滑块和与所述丝杆右侧螺纹连接的第二滑块，所述第一滑块底端设置有第一移动块，所述第二滑块底端设置有第二移动块，所述压板顶端左部设置有第二固定块，所述压板顶端右部设置有第一固定块，所述第一固定块与所述第一移动块之间铰接有第一支撑杆，所述第二固定块与所述第二移动块之间铰接有第二支撑杆，所述丝杆的一端设置有第二皮带轮，所述盖体内壁设置有电机，所述电机的输出端设置有第一皮带轮，所述第一皮带轮与所述第二皮带轮之间连接有连接皮带。
9.所述连接框内壁涂有一层黑色涂漆。
10.一种基于5g及图像识别的水稻叶片面积测量方法，所述方法使用权利要求3所述的基于5g及图像识别的水稻叶片面积测量装置，包括如下步骤：
11.a.获取水稻叶片的图像；
12.b.设定图像的参照图，并规定参照图的尺寸；
13.c.通过5g通讯将图像、参照图以及参照图的尺寸发送至计算机；
14.d.计算机将参照图根据像素点分隔，通过参照图的尺寸确定每个像素点的面积；
15.e.计算水稻叶片所占像素点的个数，确定水稻叶片的面积。
16.步骤a具体如下：将所述盖体从所述盒体上移开，将水稻叶片放在所述载物平台，将所述盖体放回所述盒体上，启动电机，通过第一皮带轮、连接皮带和第二皮带轮带动所述丝杆转动，带动所述第一滑块和所述第二滑块向中间移动，通过所述第一支撑杆和所述第二支撑杆使所述压板下移，与所述载物平台接触，将水稻叶片压平，打开所述光源和所述摄像机，使用所述摄像机拍下当前画面。
17.步骤b中，参照图为所述连接框所包围的载物平台，尺寸为x*y，其中x为长，y为宽。
18.步骤d中，参照图范围内像素点数量为z，单个像素点面积为x*y/z。
19.本发明有益效果是：
20.本发明设置有站立平台，整体平稳，不容易倾倒，方便工作人员操作。同时还设置有卸货装置，工作人员不需要频繁上下梯子就可以拿取货物，节省时间。
附图说明
21.图1是本发明的结构示意图；
22.图2是图1的a
‑
a剖面示意图。
23.图中：1、盒体；2、盖体；3、摄像机；4、摄像头；5、连接框；6、载物平台；7、压板；8、第一固定块；9、第一支撑杆；10、第二固定块；11、第二支撑杆；12、第一移动块；13、第一滑块；14、丝杆；15、第二移动块；16、第二滑块；17、滑轨；18、第二皮带轮；19、连接皮带；20、第一皮带轮；21、电机；22、光源。
具体实施方式
24.下面结合实施例对本发明做进一步的阐述，下述实施例仅作为说明，并不以任何方式限制本发明的保护范围。
25.如图1和图2所示，一种基于5g及图像识别的水稻叶片面积测量装置，包括盒体1、用于分析图像并计算面积的计算机、设置在盒体1内部的载物平台6和摄像机3，载物平台6位于摄像机3的上方，摄像机3与载物平台6之间连接有连接框5，载物平台6由透明材料制作而成，比如玻璃或者透明塑料，其中钢化玻璃和透明树脂不易破损，使用寿命长，摄像机3上部设置有摄像头4，摄像头4被连接框5包围，摄像头4的工作视角对应载物平台6，水稻叶片面积测量装置还包括盖体2、设置在盖体2内部顶端对应载物平台6上方设置的光源22和设置在盖体2内部与载物平台6抵接的压板7，本实施例中，光源22采用无影灯，能够最大限度降低影子对测量结果的干扰，压板7采用透明材料制作，比如玻璃或者透明塑料，盒体1内设置有用于控制压板7升降的移动装置，移动装置数量为2个，在盖体2内部左右或者前后两侧对称安装，所述摄像机上还设置有用于给计算机传输摄像头4拍摄的图像的5g通讯模块。在本实施例中，2个移动装置之间的距离大于连接框5的边长，可以防止摄像机进行图像拍摄时将移动装置的部分零件拍摄进画面，5g通讯模块采用深圳东裕光大电子有限公司的型号为ex530的5g通讯模块。
26.移动装置包括两侧螺纹旋向相反的丝杆14和设置在盒体1内部顶端的滑轨17，滑轨17下端滑动设置有与丝杆14左侧螺纹连接的第一滑块13和与丝杆14右侧螺纹连接的第二滑块16，第一滑块13底端设置有第一移动块12，第二滑块16底端设置有第二移动块15，压板7顶端左部设置有第二固定块10，压板7顶端右部设置有第一固定块8，第一固定块8与第一移动块12之间铰接有第一支撑杆9，第二固定块10与第二移动块15之间铰接有第二支撑杆11，丝杆14的一端设置有第二皮带轮18，盖体2内壁设置有电机21，电机21的输出端设置有第一皮带轮20，第一皮带轮20与第二皮带轮18之间连接有连接皮带19。
27.连接框5内壁涂有一层黑色涂漆，连接框可以将摄像机的拍摄画面限定，方便设定参照图的尺寸，黑色涂漆可以有效防止光的漫反射，使拍摄图像更加清晰。
28.一种基于5g及图像识别的水稻叶片面积测量方法，包括如下步骤：
29.a.获取水稻叶片的图像，将盖体2从盒体1上移开，将水稻叶片放在载物平台6，将盖体2放回盒体1上，启动电机21，通过第一皮带轮20、连接皮带19和第二皮带轮18带动丝杆14转动，带动第一滑块13和第二滑块16向中间移动，通过第一支撑杆9和第二支撑杆11使压板7下移，与载物平台6接触，将水稻叶片压平，打开光源22和摄像机3，使用摄像机3拍下当前画面；
30.b.设定图像的参照图，并规定参照图的尺寸，本实施例直接使用连接框5包围的载物平台6作为参照图，参照图的尺寸为x*y，其中x为长，y为宽；
31.c.通过5g通讯将图像、参照图以及参照图的尺寸发送至计算机；
32.d.计算机将参照图根据像素点分隔，通过参照图的尺寸确定每个像素点的面积，像素点的数量与设定的图像清晰度有关，图像清晰度越高，像素点越多，测量精度也就越高，参照图范围内像素点数量为z，单个像素点面积为x*y/z。
33.e.计算水稻叶片所占像素点的个数，确定水稻叶片的面积，计算方法即单个像素点面积乘以水稻叶片所占像素点的个数。
34.本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。