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CN110567958A - 一种基于智能手机的雾滴图像采集装置及方法 - Google Patents

一种基于智能手机的雾滴图像采集装置及方法 Download PDF

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CN110567958A
CN110567958A CN201910837124.8A CN201910837124A CN110567958A CN 110567958 A CN110567958 A CN 110567958A CN 201910837124 A CN201910837124 A CN 201910837124A CN 110567958 A CN110567958 A CN 110567958A
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CN201910837124.8A
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朱小波
罗伍周
杨益芬
王秉玺
徐传涛
王聪
赵富强
钟磊
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SICHUAN PROVINCE Co OF CHINA NATIONAL TOBACCO Corp
Second Research Institute of CAAC
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SICHUAN PROVINCE Co OF CHINA NATIONAL TOBACCO Corp
Second Research Institute of CAAC
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    • G01N15/0227Investigating particle size or size distribution by optical means using imaging; using holography
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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Abstract

本发明公开了一种基于智能手机的雾滴图像采集装置及方法,该装置包括:LED模块、取样模块以及固定支架;所述取样模块包括镜头、透明罩、取样板,透明罩通过过盈配合分别与镜头和取样板形成连接;所述取样模块通过螺纹固定在固定支架上;所述LED模块嵌套安装在取样模块镜头上;所述取样模块通过固定支架安装于智能手机顶部且智能手机镜头中心线与取样模块镜头中心线重合。本发明的雾滴图像采集装置配合智能手机使用,摒弃了传统采用便携式扫描仪的采集装置,能够充分利用手机普及率高、无需额外购置,提高了该装置的实用性;更有携带方便,成像质量高等优点。

Description

一种基于智能手机的雾滴图像采集装置及方法
技术领域
本发明涉及喷雾检测技术领域,特别涉及一种基于智能手机的雾滴图像采集装置及方法。
背景技术
在喷雾作业质量检测过程中,雾滴粒径、雾滴覆盖密度等雾滴参数是评价喷雾作业质量的重要指标。采用适当的方法开展雾滴相关参数的现场检测工作,可以验证喷雾设备性能,评估喷洒作业质量,为优化喷雾作业技术提供依据。目前常用的雾滴图像采集装置为手持式扫描装置,该装置使用便携式扫描仪,能够识别粒径仅为几十微米的沉积雾滴,能够对雾滴图像进行批量化处理,但该装置扫描速度较慢、分辨率较低,并且扫描仪需要连接电脑,不适宜在作业现场使用并且由于所获取的小雾滴图像成像质量差,会影响检测结果的准确性。
发明内容
针对上述存在的问题,提供了一种基于智能手机的雾滴图像采集装置及方法,旨在解决航空喷雾作业质量评价过程中,常用雾滴图像采集装置存在的技术缺陷。
本发明采用的技术方案如下:一种基于智能手机的雾滴图像采集装置,包括智能手机,还包括:LED模块、取样模块以及固定支架;所述取样模块包括镜头、透明罩、取样板,透明罩通过过盈配合分别与镜头和取样板形成连接;所述取样模块通过螺纹固定在固定支架上;所述LED模块嵌套安装在取样模块镜头上;所述取样模块通过固定支架安装于智能手机顶部且智能手机镜头中心线与取样模块镜头中心线重合。
进一步的,所述取样板呈圆环型,中心形成圆形通孔,用于采集图像;所述取样板与透明罩连接的一侧设置有环形凸台,环形凸台内侧设置有一锐角斜面。
进一步的,所述取样模块镜头包括壳体、镜片组以及卡环,所述壳体为左侧圆台右侧圆柱结合的空腔结构,所述空腔结构圆柱一端与圆台截面积大的一端拼接形成壳体;所述镜片组放置于壳体内腔中,并通过卡环将其固定;壳体左侧端面设有成像通孔,壳体左侧表面设有外螺纹;壳体右侧内腔设有圆柱孔和卡环槽,壳体右侧表面设有用于安装透明罩的凹槽。
进一步的,所述透明罩为环形中空壳体,由树脂材料制成。
进一步的,所述镜片组采用多个不同镜片叠加而成,焦距为20mm,放大倍数为10倍。
进一步的,所述固定支架包括旋钮以及固定架,所述旋钮的一端设有圆角矩形旋柄,另一端为螺纹杆;所述固定架整体呈U形,一端较另一端长,固定架较短的一端设有与旋钮螺纹杆配合连接的螺纹通孔,固定架较长的一端设有两个呈上下分布的螺纹通孔,用于安装取样模块。
进一步的,所述在旋钮螺纹杆端面及固定架U型槽内侧均设置有橡胶垫。
进一步的,所述LED模块包括外壳以及环形电路板,所述外壳为圆环腔体结构,该外壳内腔设有多个用于安装环形电路板的圆柱形凸台,各凸台上表面设有螺纹孔;所述环形电路板安装于外壳内腔中,并通过螺钉固定;所述外壳表面设有USB接口插孔,所述外壳表面还设有透明盖板。
进一步的,所述环形电路板内侧设有多个均匀分布的LED贴片。
本发明还提供了一种利用上述的雾滴图像采集装置进行对雾滴沉积图像的采集方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1,首先打开智能手机相机软件;
步骤2,将已沉积雾滴的水敏纸放置于雾滴图像采集装置取样板圆形通孔处;
步骤3,点击拍照按钮,获取基于水敏纸的喷雾雾滴沉积分布采样片数字图像。
与现有技术相比,采用上述技术方案的有益效果为:
1.配合手机使用,实用性强。该装置摒弃传统的以扫描装置为主的图像获取方式,以目前常用的安卓手机作为图像采集工具,能够充分利用手机普及率高、无需额外购置,并且分辨率高、具备网络通信功能等优点,提高了装置的实用性。
2.一体式结构,携带方便。该装置是集成LED模块、取样模块、固定支架等关键部件的一体式雾滴图像采集装置,具有功能完善、体积小、重量轻、方便携带等优点,避免了常用雾滴采集装置辅件多,质量大,不适宜作业现场检测等问题。
3.成像质量好,数据管理便捷。该装置采用LED稳定光源,避免了在采集雾滴图像时周围环境对成像质量的影响,并且结合检测软件使用,能够对手机获取的雾滴图像进行实时分析处理、数据传输及数字化存储等功能,提高了数据管理的便捷性。
4.稳定可靠,使用方便。该装置外壳采用高强度铝合金及树脂材质,增强了装置的抗冲击能力,有效保障了装置的稳定性与可靠度,并且待机时间长,支持USB充电,使用更加方便。
附图说明
图1是本发明的立体装配图。
图2是本发明的采集装置侧视图。
图3是本发明中采集装置的取样模块示意图。
图4是本发明中采集装置的取样模块内部结构示意图。
图5是本发明中采集装置的取样模块左视图。
图6是本发明中采集装置的固定支架示意图。
图7是本发明中采集装置的固定支架正视图。
图8是本发明中采集装置的固定支架侧视图。
图9是本发明中采集装置的LED模块示意图。
图10是本发明中采集装置的LED模块侧视图。
图11是本发明中采集装置的取样板示意图。
附图标记:1-智能手机,2-固定支架,3-LED模块,4-取样模块,201-旋钮,202-固定架,203-螺纹通孔,204-橡胶垫,301-外壳,302-环形电路板,303-USB接口插孔,401- 取样板,402-透明罩,403-镜头,2011-圆角矩形旋柄,2012-螺纹杆,4011-环形凸台,4031- 卡环,4032-壳体,4033-镜片组,4034-凹槽。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
如图1、图2,一种基于智能手机的雾滴图像采集装置,包括智能手机1、LED模块3、取样模块4以及固定支架1;如图3、图4所示,所述取样模块4包括镜头403、透明罩402、取样板401,透明罩402通过过盈配合分别与镜头403和取样板401形成连接;所述取样模块4通过螺纹固定在固定支架1上;所述LED模块3嵌套安装在取样模块镜头403上;所述取样模块通过固定支架安装于智能手机顶部且智能手机镜头中心线与取样模块镜头中心线重合。
如图11所示,所述取样板401呈圆环型,中心形成圆形通孔,用于采集图像;所述取样板与透明罩连接的一侧设置有环形凸台4011,环形凸台内侧设置有一锐角斜面,用于与透明罩固定。
如图4所示,所述取样模块镜头包括壳体4032、镜片组4033以及卡环4031,所述壳体为左侧圆台右侧圆柱结合的空腔结构,所述空腔结构圆柱一端与圆台截面积大的一端拼接形成壳体;所述镜片组放置于壳体内腔中,并通过卡环将其固定;如图5所示,壳体左侧端面设有成像通孔,壳体左侧表面设有外螺纹;壳体右侧内腔设有圆柱孔和卡环槽,壳体右侧表面设有用于安装透明罩的凹槽4034。
作为优选,所述透明罩402为环形中空壳体,由树脂材料制成。
作为优选,所述镜片组4033采用多个不同镜片叠加而成,焦距为20mm,放大倍数为10倍,所述镜片组中镜片数量至少为2块。
如图6、图7、图8所示,所述固定支架2包括旋钮201以及固定架202,所述旋钮的一端设有圆角矩形旋柄2011,另一端为螺纹杆2012;所述固定架整体呈U形,一端较另一端长,固定架较短的一端设有与旋钮螺纹杆配合连接的螺纹通孔,固定架较长的一端设有两个呈上下分布的螺纹通孔203,用于安装取样模块。
作为优选,所述在旋钮螺纹杆端面及固定架U型槽内侧均设置有橡胶垫204,优选EV 橡胶垫。
如图9、图10所示,所述LED模块3包括外壳301以及环形电路板302,所述外壳为圆环腔体结构,该外壳301内腔设有多个用于安装环形电路板的圆柱形凸台,各凸台上表面设有螺纹孔;所述环形电路板302安装于外壳301内腔中,并通过螺钉固定;所述外壳表面设有USB接口插孔303。
作为优选,所述外壳表面还设有透明盖板。
所述环形电路板内侧设有多个均匀分布的LED贴片,电路板上的电容、电阻、三极管、 USB接口及锂电池等电子元器件焊接在外侧。
本发明还提供了一种利用上述的雾滴图像采集装置进行雾滴沉积图像的采集及检测方法,包括以下步骤:
步骤1,首先打开智能手机相机软件;
步骤2,将已沉积雾滴的水敏纸放置于雾滴图像采集装置取样板圆形通孔处;
步骤3,点击拍照按钮,获取基于水敏纸的喷雾雾滴沉积分布采样片数字图像;
步骤4,打开智能手机预制检测软件,导入采样片数字图像,并对采样片数字图像进行通道分离、增强显示、阀值分割及比例换算等处理,获取雾滴沉积个数及直径大小。
步骤5,根据民航行业标准《农业航空作业质量技术指标第1部分:喷洒作业》(MH/T1002.1-2016)和《航空喷施设备的喷施率和分布模式测定》(MH/T 1040-2011),计算喷雾质量检测相关技术指标,包括根据民航行业标准《农业航空作业质量技术指标-喷洒作业》(MHT 1002.1-2016)和《航空喷施设备的喷施率和分布模式测定》(MHT 1040-2011),明确雾滴粒径、雾滴密度、雾滴谱宽度、喷幅宽度等技术参数,完成雾滴沉积图像检测。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合,以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。如果本领域技术人员,在不脱离本发明的精神所做的非实质性改变或改进,都应该属于本发明权利要求保护的范围。
本说明书中公开的所有特征,或公开的所有方法或过程中的步骤,除了互相排斥的特征和/或步骤以外,均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征,除非特别叙述,均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即,除非特别叙述,每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

Claims (10)

1.一种基于智能手机的雾滴图像采集装置,包括智能手机,其特征在于,还包括:LED模块、取样模块以及固定支架;所述取样模块包括镜头、透明罩、取样板,透明罩通过过盈配合分别与镜头和取样板形成连接;所述取样模块通过螺纹固定在固定支架上;所述LED模块嵌套安装在取样模块镜头上;所述取样模块通过固定支架安装于智能手机顶部且智能手机镜头中心线与取样模块镜头中心线重合。
2.根据权利要求1所述的雾滴图像采集装置,其特征在于,所述取样板呈圆环型,中心形成圆形通孔,用于采集图像。
3.根据权利要求1或2所述的雾滴图像采集装置,其特征在于,所述取样模块镜头包括壳体、镜片组以及卡环,所述壳体为左侧圆台右侧圆柱结合的空腔结构,所述空腔结构圆柱一端与圆台截面积大的一端拼接形成壳体;所述镜片组放置于壳体内腔中,并通过卡环将其固定;壳体左侧端面设有成像通孔,壳体左侧表面设有外螺纹;壳体右侧内腔设有圆柱孔和卡环槽,壳体右侧表面设有用于安装透明罩的凹槽。
4.根据权利要求3所述的雾滴图像采集装置,其特征在于,所述透明罩为环形中空壳体,由树脂材料制成。
5.根据权利要求3所述的雾滴图像采集装置,其特征在于,所述镜片组采用多个不同镜片叠加而成,焦距为20mm,放大倍数为10倍。
6.根据权利要求1所述的雾滴图像采集装置,其特征在于,所述固定支架包括旋钮以及固定架,所述旋钮的一端设有圆角矩形旋柄,另一端为螺纹杆;所述固定架整体呈U形,一端较另一端长,固定架较短的一端设有与旋钮螺纹杆配合连接的螺纹通孔,固定架较长的一端设有两个呈上下分布的螺纹通孔,用于安装取样模块。
7.根据权利要求6所述的雾滴图像采集装置,其特征在于,所述在旋钮螺纹杆端面及固定架U型槽内侧均设置有橡胶垫。
8.根据权利要求1所述的雾滴图像采集装置,其特征在于,所述LED模块包括外壳以及环形电路板,所述外壳为圆环腔体结构,该外壳内腔设有多个用于安装环形电路板的圆柱形凸台,各凸台上表面设有螺纹孔;所述环形电路板安装于外壳内腔中圆柱形凸台上,并通过螺钉固定;所述外壳表面设有透明盖板和USB接口插孔。
9.根据权利要求8所述的雾滴图像采集装置,其特征在于,所述环形电路板内侧设有多个均匀分布的LED贴片。
10.一种利用权利要求1-9之一的雾滴图像采集装置进行雾滴沉积图像采集的方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1、首先打开智能手机相机软件;
步骤2、将已沉积雾滴的水敏纸放置于雾滴图像采集装置取样板圆形通孔处;
步骤3、点击拍照按钮,获取基于水敏纸的喷雾雾滴沉积分布采样片数字图像。
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