基于植物生长监控特定角度拍摄的图像采集系统设计毕业论文

 2021-04-07 02:04

摘 要

为了在植物的生长过程中能够迅速有效的获取植物的图像信息,设计出一种能够在植物生长过程中在特定的角度进行拍摄的图像采集系统是非常有意义的。通过对植物的承载装置以及相机的架设两个主要方面进行该系统的设计,使该系统在工作过程中结合必要的升降装置、旋转装置等一系列能够改变植物和相机相对位置的装置,能够满足各个方向对于植物的拍摄和信息的获取。通过多角度全方位的拍摄来获取植物的三维信息。考虑到拟南芥贴于土壤表面生长的特性,一改相机的水平和垂直拍摄方法,成固定角度倾斜拍摄植物。为了保证图像采集过程中光的影响,通过采光装置的设计,保证了图像采集的顺利进行。

关键词:植物生长监控,图像采集系统,承载装置,升降平台

Design of image acquisition system based on specific angle shooting of plant growth monitoring

Abstract: in order to obtain image information quickly and efficiently in plant growth process, is designed in the process of plant growth at a specific angle of shooting image acquisition system is very meaningful. The design of the system based on the plant bearing device and camera set up the two main aspects of the system, combined with the necessary lifting device in the working process of rotating device and a series of device can change the relative position of plants and camera, can meet all directions to obtain information of the plant and shoot. To obtain three-dimensional information of plants through multi angle and omnidirectional shooting. Taking into account the characteristics of Arabidopsis thaliana attached to the soil surface, a camera horizontal and vertical shooting method was adopted to tilt the shoot toward a fixed angle. In order to ensure the effect of light in the process of image acquisition, the design of lighting device ensures the smooth progress of image acquisition.

Key words: plant growth monitoring, image acquisition system, loading device, lifting platform

目 录

1 绪论………………………………………………………………………………………6

1.1 研究背景与目的意义………………………………………………………………6

1.2图像采集系统的研究现状 …………………………………………………6

1.2.1 现有升降机构的主要类型及研究现状……………………………………6

1.2.2 相机架设装置的研究现状…………………………………………………10

1.2.3 旋转机构的研究现状…………………………………………………10

1.3课题来源与本文主要研究内容 …………………………………………………11

1.4本章小结 ……………………………………………………………12

2基于植物生长监控特定角度拍摄的图像采集系统的总体设计…………………………13

2.1图像采集系统的功能……………………………………………………………13

2.1.1 升降功能的实现…………………………………………………13

2.1.1 旋转功能的实现…………………………………………………13

2.1.1 图像采集功能的实现…………………………………………………14

2.2 基于植物生长监控特定角度拍摄的图像采集系统的总体设计图………………15

2.3图像采集系统的精确定量调节机构……………………………………………16

2.3.1升降装置高度精确定量调节机构设计……………………………………16

2.3.2 旋转装置角度精确定量调节机构设计……………………………………17

2.4本章小结……………………………………………………………………18

3基于植物生长监控特定角度拍摄的图像采集系统主要部件设计………………………19

3.1 设计参数及要求…………………………………………………………………19

3.2升降机构的结构设计………………………………………………………………19

3.2.1材料的选用………………………………………………………19

3.2.2剪叉臂的强度校核计算………………………………………………………19

3.3蜗轮蜗杆的设计及其参数计算………………………………………………………22

3.3.1传动参数………………………………………………………22

3.3.2蜗轮蜗杆材料及强度计算…………………………………………………22

3.3.3蜗杆传动的几何尺寸计算……………………………………………………24

3.3.4蜗轮的强度校核………………………………………………………24

3.3.4本章小结………………………………………………………………26

4主要研究结论及进一步研究建议…………………………………………………27

4.1主要研究结论………………………………………………………27

4.2 进一步研究建议………………………………………………………27

致谢 ……………………………………………………………28

参考文献………………………………………………………29

附录A ……………………………………………………………30

1 绪论

1.1研究的背景与目的意义

我国是一个农林业大国,农林业是国民经济的基础。信息化是当今世界经济和社会发展的大趋势,也是衡量一个国家和地区现代化水平的重要标志。由于植物种类众多,在农林业中使用到虚拟现实技术的植物,为虚拟植物,也就是指利用计算机技术在三维空间内模拟植物结构及生长发育过程。虚拟植物生长模型对作物产量预测、土地生产力评价、资源环境分析、作物栽培指导、作物生长机理研究以及调控作物生长发育及其对环境的反应研究都有着十分重要的意义[1]。模式植物是一种植物的特征明显的,可以很容易和其他植物区分开的植物。用来研究植物与植物之间,植物与环境之间的关系。生物实验室经常选择拟南芥作为模式植物,拟南芥被科学家誉为“植物中的果蝇”。

所以,为了得到基于视觉技术的拟南芥的三维重建的模型,需要设计特殊的图像采集系统装置对拟南芥进行多方位拍摄图片来进行建模。基于图像的三维重建是根据图像或图像序列来恢复场景三维模型的方法,它相对于传统的方法成本低廉,自动化程度也更高,具有广泛的应用前景。考虑到拟南芥本身的体积较小,生长过程中它的叶片几乎贴近于土壤表面,采用基于单目视觉的多幅图像的方法进行采集。因此设计出能够多方位全角度的拍摄拟南芥图像的装置是十分必要的。

在虚拟植物研究领域,有关植物的三维信息获取的研究还不是很多,最常用的方法仍然是传统的破坏性的手工测量法,一次完整的测量往往就要彻底毁坏一个植株,而且有些参数即使采用破坏性方法仍然无法精确快速测量。因此能够快速获取植物生长过程形态参数的新方法是一个值得探索的课题。

您需要先支付 80元 才能查看全部内容!立即支付

课题毕业论文、开题报告、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找,优先添加企业微信。