根系掃描儀是托普云農(nóng)應(yīng)用現(xiàn)代圖像識別處理技術(shù)設(shè)計開發(fā)的一款快速的根系分析儀器。該儀器工作是，可以將根系結(jié)構(gòu)的圖像掃描記錄，并通過自動識別軟件快速完成的根系的多種測量、簡單分析工作。大大節(jié)省了工作人員的時間，提升了根系測量的準(zhǔn)確性，因此該儀器是研究植物根系，植物專業(yè)教學(xué)常用的儀器設(shè)備之一。

    根系掃描儀設(shè)計實現(xiàn)
    隨著計算機視覺技術(shù)的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣，而在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用卻是一個極具挑戰(zhàn)性和美好前景的方向。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中，植物某些器官的形態(tài)對植物的長勢有重要影響，如何通過計算機仿真定量的分析研究這種關(guān)系，是農(nóng)業(yè)信息化中亟需解決的問題。本課題的三維植物根系掃描儀3DLS500型就是應(yīng)這種需求而研發(fā)的，它是一種典型的非接觸測量設(shè)備，利用CCD攝像機拍攝根系得到圖像序列，然后對圖像進(jìn)行預(yù)處理，提取根系邊緣，利用本文提出的基于可見射線的方法進(jìn)行三維重建，最后進(jìn)行三維構(gòu)型和顯示。本課題是國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（八六三計劃）基金項目（項目編號為：2008AA10Z222），課題組所在的人工智能實驗室已經(jīng)推出3DLCS100影視型、3DLCS200工業(yè)型、3DCS300人體全身掃描型和3DS400接觸式多關(guān)節(jié)型等多種型號，目前研發(fā)的是3DLS500型三維植物根系掃描儀。

    該根系掃描儀系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)構(gòu)成，是一個復(fù)雜精密系統(tǒng)，其綜合集成了現(xiàn)代光、機、電技術(shù)，涉及到光學(xué)、機械、通信、信號處理、圖像處理、軟件、自動化、計算機視覺等多個學(xué)科。本文首先介紹了課題的背景和意義，在分析了國內(nèi)外三維掃描儀現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，講解了三維植物掃描儀的主要技術(shù)，接下來重點講述了系統(tǒng)的硬件構(gòu)成和軟件設(shè)計。對于運動控制子系統(tǒng)，本文詳細(xì)論述了如何利用OCX控件在MFC下進(jìn)行開發(fā)并演示了控制效果；在攝像機拍攝子系統(tǒng)中，重點分析了攝像機的硬件技術(shù)。最后提出了一種基于可見射線的三維重建算法，該算法建立在本實驗室已有的殘余圖算法的基礎(chǔ)上，實驗證明，該算法切實可行，完全可以達(dá)到預(yù)想目的。