紧凑型3D扫描仪，配备IDS节省空间的板级工业相机

3D扫描仪、终端及配套软件

PlantEye由三个模块组成，即3D扫描仪、终端和软件。运输系统将扫描仪移动至种植植物的床或架上。它通过无线方式与终端设备通信，用户可通过浏览器从任何笔记本电脑或触控设备访问该终端。这使研究人员能够通过表格和图表查看当前植物生长状况，输入植物栽培所需的操作步骤，并记录整个作物生长过程。系统中的第三个模块是PlantEye软件，该软件通过分析植物栽培过程、植物生长状况及气候数据，精准定位具有优化潜力的环节。

该软件支持在中央数据库中进行安全、长期的存储。它与温室的气候控制系统兼容，并具备导入其他外部传感器的功能。例如，屏幕还会显示最新的天气数据和预报。植物群落被划分为网格单元，每个单元均可可视化呈现多种不同参数。因此，偏差很容易被发现。

扫描仪的移动性使该系统功能强大

短短两小时内，该扫描仪即可覆盖高达4,000平方米的区域，自动测定该区域内所有作物叶面积、植株体积及伸长生长量。为此，扫描仪采用光截面法，该方法非常适合此应用场景。集成激光器沿待测物体方向投射一条光线，相机则从不同角度将该光线捕捉为图像。根据三角测量原理，因此可以计算出所有位于光平面上的物体坐标。通过这种方式，相机的二维图像被用于生成一维高度剖面图。这种相对简单的传感器配置使得设计能够非常紧凑。PlantEye 3D扫描仪尺寸仅为420 x 200 x 95毫米，且极其坚固耐用。这确保了精密技术能够充分抵御温室中相当恶劣的环境条件，包括水溅和高温。

Phenospex已将IDS的板级工业相机集成到扫描仪中

UI-1221LE型号配备单片CMOS传感器，分辨率WVGA（752×480），具备USB接口及S卡口镜头接口。相机尺寸不超过约3.6×3.6×2厘米，专为适应最狭窄的空间而设计。它在近红外区域也具有极高的灵敏度。这两项功能对Phenospex都至关重要。该相机的节省空间设计使其能够安装在扫描仪外壳的中心位置。随后，一面镜子将相机的光束反射至植物方向。因此，即使在短距离下，扫描仪也能实现大视野和宽扫描范围。该传感器在近红外波段的高灵敏度特性，也使得Phenospex能够采用930纳米波长的激光——该波长能确保植物产生良好的反射效果。USB 2.0板级相机的另一项优势在于其相对较高的帧率（接近90 fps），这直接决定了扫描仪在植物表面移动的速度。在光照截面法中，需将传感器装置移动至物体上方，以便从一维高度轮廓生成二维高度轮廓或三维点云。在50毫米/秒的测量速度下，PlantEye系统可实现毫米级的分辨率。

最后，点云数据经过分析与分割处理。植物被裁剪出图像，其叶片被检测出来，并测量叶片面积。身高也会被评估。所有参数随后都可在数据库中供用户使用。为优化性能——换言之，提升速度——Phenospex采用其自主开发的C++程序，而非标准图像分析软件。该程序从原始数据中提取上述参数所需时间不足一秒。

uEye API 作为 PlantEye 软件与相机之间的接口。

该接口是IDS Software Suite的一部分，支持板级相机所有传感器功能。IDS的相机套装包含适用于Windows和Linux（32位及64位）的软件开发工具包（SDK），且所有型号均采用相同配置——无论其采用USB 3.0、USB 2.0还是千兆以太网（GigE）连接。对于像Phenospex这样的原始设备制造商客户而言，其获益是双重的。首先，该相机能够非常快速且轻松地集成到系统中。其次，它适用于所有型号和接口。因此，您可以随时轻松地将USB 2.0相机更换为更强大的USB 3.0或千兆以太网连接型号。IDS Software Suite还包含用于相机集成和图像采集的演示程序，并附有相应的C、C++和VB源代码。开发人员可快速将这些程序整合到自己的项目中，并根据需要进行调整。许多其他流行的机器视觉程序均提供直接接口，例如Common Vision Blox、HALCON、MERLIC、NeuroCheck或LabVIEW。

应用前景

菲诺斯佩克斯公司尤其渴望进一步提升PlantEye系统的运行速度。凭借IDS驱动程序理念，您可获得面向未来的解决方案，随时能从IDS丰富的产品线中切换至其他相机型号。在这种情况下，您只需调整相机专属参数——无需重新编程应用程序。