一種用於研究根系三維構型的試驗裝置製造方法
2023-05-26 03:51:51 3
一種用於研究根系三維構型的試驗裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種用於研究根系三維構型的試驗裝置。該裝置包括用於調節植物根系拍攝距離及角度的定距裝置和圖像採集裝置；定距裝置包括帶刻度導尺和固定於該帶刻度導尺一端的定距旋轉平臺，定距旋轉平臺包括一繞所述帶刻度導尺一端旋轉的活動轉盤，活動轉盤上設置有一置物臺，該置物臺放置有需觀察根系的植物；圖像採集裝置包括一可相對所述帶刻度導尺軸向滑動的拍攝平臺及置於該拍攝平臺上的單反數位相機，單反數位相機鏡頭沿著帶刻度導尺的導向方向朝向所述植物，設置於該單反數位相機鏡頭前的無畸變相機鏡頭。本實用新型裝置能夠較精確的獲取已取出根系或玻璃容器內水培苗根系的高解析度圖像，得到較精確的根系三維構型。
【專利說明】 一種用於研究根系三維構型的試驗裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於根系三維構型觀測技術的研究領域，主要涉及植物根系在土壤中的空間分布特徵的研究，特別是一種用於研究根系三維構型的試驗裝置。
【背景技術】
[0002]植物根系構型是描述根系在土壤中形態、結構及空間分布特徵的綜合性概念，是決定植物根系分布及對土體覓養效率的重要因素。隨著科學研究的深入，國內外學者對根系三維構型的觀測進行了大量研究，但鑑於根系觀測技術和方法的局限性，一直以來對植物根系的原位動態觀測和三維空間重構是根系研究的一大難題。
[0003]目前進行根系構型的觀測方法主要有美國的CID，E1-100等圖像分析系統，根系三維圖像的捕獲技術以及自行開發的計算機圖像分析軟體都被用於根系圖像的採集、處理、特徵提取與分析處理等。但這些觀測系統和軟體安裝複雜，操作繁瑣，且對於植物整個三維構型的分析上有一定的難度，同時這些儀器在盆栽試驗中搬運、安裝和測定相對較困難，且像類似於微根管的圖像獲取技術，在一定程度上根管會阻礙根系的生長及延伸方向，且每次進行圖像採集時都要尋找同一根系，限制了觀測的準確性。
【發明內容】
[0004]本實用新型的目的在於提供一種結構簡單，取材方便，製作和操作簡單，易於攜帶的用於研究根系三維構型的試驗裝置。
[0005]為實現上述目的，本實用新型的技術方案是:一種用於研究根系三維構型的試驗裝置，包括用於調節植物根系拍攝距離及角度的定距裝置和用於採集植物根系圖像的圖像採集裝置；所述定距裝置包括帶刻度導尺和固定於該帶刻度導尺一端的定距旋轉平臺，所述定距旋轉平臺包括一繞所述帶刻度導尺一端旋轉的活動轉盤，所述活動轉盤上設置有一置物臺，該置物臺放置有需觀察根系的植物；所述圖像採集裝置包括一可相對所述帶刻度導尺軸向滑動的拍攝平臺及置於該拍攝平臺上的單反數位相機，所述單反數位相機鏡頭沿著帶刻度導尺的導向方向朝向所述植物根系。
[0006]在本實用新型實施例中，所述圖像採集裝置還包括一設置於所述單反數位相機鏡頭前的無畸變相機鏡頭。
[0007]在本實用新型實施例中，所述活動轉盤通過設置於所述定距旋轉平臺中心的轉軸旋轉；所述定距旋轉平臺還包括一用於限制所述轉軸轉動的旋轉臺固定板。
[0008]在本實用新型實施例中，所述拍攝平臺通過設置於其下方的滑輪滑動；所述拍攝平臺還包括一控制所述單反數位相機升降的升降臺，以調節所述單反數位相機的拍攝高度。
[0009]在本實用新型實施例中，所述置物臺邊緣中心處設置有一縱向固定杆，所述縱向固定杆上設置有一可升降的懸臂杆，所述植物懸掛於所述懸臂杆上，且該植物懸立於所述置物臺中心上方。
[0010]在本實用新型實施例中，所述置物臺上放置有用於栽培植物的玻璃容器，所述玻璃容器包括盛有營養液的玻璃框和用於蓋住所述玻璃框的玻璃蓋，所述玻璃蓋上設置有植物孔和通氣孔，所述植物孔用於固定所述植物，並使所述植物的根系位於所述玻璃蓋下方。
[0011]相較於現有技術，本實用新型具有以下有益效果:本發明的裝置能夠較真實的重構根系的三維圖像，從而達到定量研究植物根系三維構型的目的；特別的是本裝置整體結構簡單，取材方便，製作和操作簡單，易於攜帶。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1本實用新型一實施例試驗裝置結構示意圖。
[0013]圖2本實用新型另一實施例示意裝置結構示意圖。
[0014]圖3圖2的俯視圖。
[0015]圖4玻璃容器裝置結構示意圖。
[0016]圖中:1_定距旋轉平臺，2-拍攝平臺，3-帶刻度導尺，4-單反數位相機，5-轉軸，6-活動轉盤，7-縱向固定杆，8-升降臺，9-滑輪，10-植物，11-旋轉臺固定板，12-無畸變相機鏡頭，13-升降調節閥，14-橡皮筋，15-置物臺，16-置物臺中心，17-玻璃框，18-玻璃蓋，19-植物孔，20-通氣孔。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖，對本實用新型的技術方案進行具體說明。
[0018]如圖1-3所示，本實用新型的一種用於研究根系三維構型的試驗裝置，包括用於調節植物根系拍攝距離及角度的定距裝置和用於採集植物根系圖像的圖像採集裝置；所述定距裝置包括帶刻度導尺3和固定於該帶刻度導尺3—端的定距旋轉平臺I，所述定距旋轉平臺I包括一繞所述帶刻度導尺3 —端旋轉的活動轉盤6，所述活動轉盤6上設置有一置物臺15，該置物臺15放置有需觀察根系的植物10 ;所述圖像採集裝置包括一可相對所述帶刻度導尺3軸向滑動的拍攝平臺2及置於該拍攝平臺2上的單反數位相機4 (如Canon EOS5D Mark III)，所述單反數位相機4鏡頭沿著帶刻度導尺3的導向方向朝向所述植物根系。
[0019]所述圖像採集裝置還包括一設置於所述單反數位相機4鏡頭前的無畸變相機鏡頭12，該單反數位相機4還配置有快門線，以保證圖像和現實比例按1:1進行重構；所述拍攝平臺2通過設置於其下方的滑輪9滑動；所述拍攝平臺2還包括一控制所述單反數位相機4升降的升降臺8，以調節所述單反數位相機4的拍攝高度。
[0020]所述活動轉盤6通過設置於所述定距旋轉平臺I中心的轉軸旋轉；所述定距旋轉平臺I還包括一用於限制所述轉軸5轉動的旋轉臺固定板11 ;所述單反數位相機4在定距旋轉平臺I的控制下從不同角度對根系的生長情況進行二維灰度影響的捕獲，重構時需利用根系在不同角度的位置，達到真實還原的作用。
[0021]實施例一:
[0022]如圖1所示,所述置物臺15邊緣中心處設置有一縱向固定杆7,所述縱向固定杆上設置有一可升降的懸臂杆(通過一升降調節閥13實現該懸臂杆的上下滑動)，所述植物10懸掛於所述懸臂杆上，該植物通過橡皮筋14或其他固定方式來固定，且該植物10懸立於所述置物臺中心16上方。
[0023]實施例二:
[0024]如圖2-4所示，所述置物臺15上放置有用於栽培植物的玻璃容器，所述玻璃容器包括盛有營養液的玻璃框17和用於蓋住所述玻璃框17的玻璃蓋18，所述玻璃蓋18上設置有植物孔19和通氣孔20，該通氣孔20方便植物根系通氣，所述植物孔19用於固定所述植物10，並使所述植物10的根系位於所述玻璃蓋18下方。
[0025]以上是本實用新型的較佳實施例，凡依本實用新型技術方案所作的改變，所產生的功能作用未超出本實用新型技術方案的範圍時，均屬於本實用新型的保護範圍。
【權利要求】
1.一種用於研究根系三維構型的試驗裝置，其特徵在於:包括用於調節植物根系拍攝距離及角度的定距裝置和用於採集植物根系圖像的圖像採集裝置；所述定距裝置包括帶刻度導尺和固定於該帶刻度導尺一端的定距旋轉平臺，所述定距旋轉平臺包括一繞所述帶刻度導尺一端旋轉的活動轉盤，所述活動轉盤上設置有一置物臺，該置物臺放置有需觀察根系的植物；所述圖像採集裝置包括一可相對所述帶刻度導尺軸向滑動的拍攝平臺及置於該拍攝平臺上的單反數位相機，所述單反數位相機鏡頭沿著帶刻度導尺的導向方向朝向所述植物根系。
2.根據權利要求1所述的一種用於研究根系三維構型的試驗裝置，其特徵在於:所述圖像採集裝置還包括一設置於所述單反數位相機鏡頭前的無畸變相機鏡頭。
3.根據權利要求1所述的一種用於研究根系三維構型的試驗裝置，其特徵在於:所述活動轉盤通過設置於所述定距旋轉平臺中心的轉軸旋轉；所述定距旋轉平臺還包括一用於限制所述轉軸轉動的旋轉臺固定板。
4.根據權利要求1所述的一種用於研究根系三維構型的試驗裝置，其特徵在於:所述拍攝平臺通過設置於其下方的滑輪滑動；所述拍攝平臺還包括一控制所述單反數位相機升降的升降臺，以調節所述單反數位相機的拍攝高度。
5.根據權利要求1所述的一種用於研究根系三維構型的試驗裝置，其特徵在於:所述置物臺邊緣中心處設置有一縱向固定杆，所述縱向固定杆上設置有一可升降的懸臂杆，所述植物懸掛於所述懸臂杆上，且該植物懸立於所述置物臺中心上方。
6.根據權利要求1所述的一種用於研究根系三維構型的試驗裝置，其特徵在於:所述置物臺上放置有用於栽培植物的玻璃容器，所述玻璃容器包括盛有營養液的玻璃框和用於蓋住所述玻璃框的玻璃蓋，所述玻璃蓋上設置有植物孔和通氣孔，所述植物孔用於固定所述植物，並使所述植物的根系位於所述玻璃蓋下方。
【文檔編號】A01G31/02GK204070043SQ201420508368
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月5日 優先權日:2014年9月5日
【發明者】陳蘇英, 馬祥慶, 江碩, 吳鵬飛 申請人:福建農林大學