CN104965586B - 一种植物生长展示系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种植物生长展示系统及方法，其中的方法包括：根据外部输入生成植物品种标识和植物生长期标识；根据植物品种标识和植物生长期标识获取对应的植物三维模型；采集包括标志识别图案的外部图像，并确定标志识别图案在外部图像中的标志位置和偏转角度；根据偏转角度将植物三维模型进行投影，得到二维植物图像；将二维植物图像叠加到外部图像中的标志位置处。本发明可以解决基于增强现实技术的植物展示方法输出的生长动画图像不稳定的问题。

Description

一种植物生长展示系统及方法

技术领域

本发明涉及农业技术领域，尤其涉及一种植物生长展示系统及方法。

背景技术

增强现实技术是在虚拟现实基础上发展起来的新技术。通过计算机系统提供的信息增加用户对现实世界的感知，运用计算机图形图像技术，将虚拟信息应用到真实世界，并将计算机生成的虚拟物体、场景或系统提供信息叠回到真实场景中，来实现对现实的“增强”。利用增强现实技术进行植物展示是非常新颖的一种展示手段。现有的植物展示方法通过获取标志识别图案，以及标志识别图案与植物的对应关系，来显示植物的三维模型。具体地，在一块白板上提供两个不同的标志识别图案，其中一个标志识别图案用于定位植物的三维模型，另一个标志识别图案设置于卡槽上，操作者可以通过在卡槽内滑动另一个标志识别图案来控制植物的三维模型的生长动画。但这种方式对实验环境的光线和背景嘈杂度有较高的要求，对操作者操作的要求也比较高。如果操作者操作时手不够平稳，或图案之间摆放不够精准造成了图像重叠，则植物的生长动画在输出帧的时候，会发生跳帧，从而出现图像紊乱的现象；而且灯光也会对图像造成干扰。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种通过硬件控制器输入来控制植物的生长动画，从而使输出的动画图像比较稳定的植物生长展示系统及方法，解决了基于增强现实技术的植物展示方法输出的生长动画图像不稳定的技术问题。

第一方面，本发明提供了一种植物生长展示系统，包括：

输入模块，用于根据外部输入生成植物品种标识和植物生长期标识；

获取模块，用于根据所述输入模块得到的所述植物品种标识和所述植物生长期标识获取对应的植物三维模型；

采集模块，用于采集包括标志识别图案的外部图像，并确定所述标志识别图案在所述外部图像中的标志位置和偏转角度；

生成模块，用于根据所述采集模块得到的偏转角度将所述获取模块得到的植物三维模型进行投影，得到二维植物图像；

叠加模块，用于将所述生成模块得到的所述二维植物图像叠加到所述采集模块得到的外部图像中的所述标志位置处。

可选地，该系统包括一控制设备，所述输入模块设置在所述控制设备中；

所述控制设备上设有用于切换待展示植物的品种的按钮，以及用于切换待展示植物的生长期的旋钮；

对应于所述按钮，所述输入模块包括微动开关，该微动开关用于根据所述按钮所处的状态生成包括所述植物品种标识的电信号；

对应于所述旋钮，所述输入模块包括电位器，该电位器用于根据所述旋钮所处的状态生成包括所述植物生长期标识的电信号。

可选地，该系统还包括一展示设备，所述接收模块、所述采集模块、所述生成模块和所述叠加模块均设置在所述展示设备中；

所述接收模块用于接收来自所述输入模块的电信号，并根据接收到的电信号获取所述植物品种标识和所述植物生长期标识。

可选地，所述展示设备还包括显示模块，所述显示模块用于显示所述叠加模块得到的图像。

可选地，所述采集模块包括：

摄像单元，用于每隔预定时间采集一次外部图像；

判断单元，用于判断所述摄像单元得到的外部图像中是否存在标志识别图案；

确定单元，用于在所述判断单元判定所述摄像单元得到的外部图像中存在标志识别图案时确定所述标志识别图案在所述外部图像中的标志位置和偏转角度；

所述显示模块还用于在所述判断单元判定所述摄像单元得到的外部图像中不存在标志识别图案时直接显示所述摄像单元得到的外部图像。

第二方面，本发明还提供了一种植物生长展示方法，包括：

根据外部输入生成植物品种标识和植物生长期标识；

根据所述植物品种标识和所述植物生长期标识获取对应的植物三维模型；

采集包括标志识别图案的外部图像，并确定所述标志识别图案在所述外部图像中的标志位置和偏转角度；

根据所述偏转角度将所述植物三维模型进行投影，得到二维植物图像；

将所述二维植物图像叠加到所述外部图像中的所述标志位置处。

可选地，所述外部输入来自一控制设备，所述控制设备上设有用于切换待展示植物的品种的按钮，以及用于切换待展示植物的生长期的旋钮；

所述根据外部输入生成植物品种标识和植物生长期标识，包括：

根据所述按钮所处的状态生成包括所述植物品种标识的电信号；

根据所述旋钮所处的状态生成包括所述植物生长期标识的电信号。

可选地，所述根据所述植物品种标识和所述植物生长期标识获取对应的植物三维模型，包括：

接收所述包括所述植物品种标识的电信号和所述包括所述植物生长期标识的电信号，并根据接收到的电信号获取所述植物品种标识和所述植物生长期标识。

可选地，该方法还包括：

显示将所述二维植物图像叠加到所述外部图像中的所述标志位置处而形成的图像。

可选地，所述采集包括标志识别图案的外部图像，并确定所述标志识别图案在所述外部图像中的标志位置和偏转角度，包括：

每隔预定时间采集一次外部图像；

判断所述外部图像中是否存在标志识别图案；

在所述外部图像中存在标志识别图案时，确定所述标志识别图案在所述外部图像中的标志位置和偏转角度；

所述显示将所述二维植物图像叠加到所述外部图像中的所述标志位置处而形成的图像，包括：

在所述外部图像中不存在标志识别图案时，直接显示所述外部图像。

由上述技术方案可知，本发明公开了一种植物生长展示系统及方法，该展示系统通过输入模块根据外部输入生成植物品种标识和植物生长期标识，通过获取模块根据所述植物品种标识和所述植物生长期标识获取对应的植物三维模型，通过采集模块采集包括标志识别图案的外部图像，并确定标志识别图案在所述外部图像中的标志位置和偏转角度，通过生成模块根据所述偏转角度将所述植物三维模型进行投影，得到二维植物图像，通过叠加模块将所述二维植物图像叠加到所述标志位置处，以实现植物生长过程的展示。针对现有技术中用户手持载有两个标志识别图案的白板时，操作不稳定，使采集模块对两个标导识别图案的距离测量误差过大，从而产生的图像紊乱现象的问题，本发明通过输入模块根据外部输入生成植物品种标识和植物生长期标识，因此避免了用户手持载有两个标志识别图案的白板时，操作不稳定，使采集模块对两个标导识别图案的距离测量误差过大，从而产生的图像紊乱现象；针对现有技术中用户操作时，两个标志识别图案发生重叠等现象，从而造成输出的图像紊乱的问题，本发明通过输入模块根据外部输入生成植物品种标识和植物生长期标识，因此避免了用户操作时，两个标志识别图案发生重叠等现象，从而造成输出的图像紊乱的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一个实施例中一种植物生长展示系统的结构框图；

图2是本发明一个实施例中植物生长展示的场景图；

图3是本发明一个实施例中一种植物生长展示方法的步骤流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1是本发明一个实施例中一种植物生长展示系统的结构框图。参见图1，该植物生长展示系统包括：

输入模块11，用于根据外部输入生成植物品种标识和植物生长期标识；

获取模块12，用于根据输入模块11得到的植物品种标识和植物生长期标识获取对应的植物三维模型；

采集模块13，用于采集包括标志识别图案的外部图像，并确定标志识别图案在外部图像中的标志位置和偏转角度；

生成模块14，用于根据采集模块13得到的偏转角度将获取模块12得到的植物三维模型进行投影，得到二维植物图像；

叠加模块15，用于将生成模块14得到的二维植物图像叠加到采集模块13得到的外部图像中的标志位置处。

在本发明实施例中，所述外部输入，为来自外部设备输入的信号或者图像等能够标识植物品种的和植物生长期信息的信号；所述植物品种标识指带有能够识别植物品种信息的标志，植物生长期标识是指能够识别植物生长期信息的标志。在本实施例中，植物三维模型为该系统中预先存储的，并且是与植物品种和生长期相对应的。采集模块13采集的外部图像主要是采集用户所处的空间的图像。由于实际输出时显示的是二维植物图像，因此需要根据采集模块13得到的偏转角度将获取模块12得到的植物三维模型进行投影，以获得二维植物图像。

本发明实施例通过输入模块11根据外部输入生成植物品种标识和植物生长期标识，从而能够避免人工操作时，操作不稳定产生的图像紊乱现象，还能避免了现在技术中通过一个标志识别图案输入植物品种标识和植物生长期标识，另一个标志识别图案获取外部图像中的标志位置和偏转角度时产生的距离误差，或者图案重叠等现象，造成的输出的动画图像紊乱。

在具体实施时，该系统还可以包括一控制设备，并将所述输入模块11设置在控制设备中；

控制设备上设有用于切换待展示植物的品种的按钮，以及用于切换待展示植物的生长期的旋钮；

对应于按钮，所述输入模块11包括微动开关，该微动开关用于根据按钮所处的状态生成包括植物品种标识的电信号；

对应于旋钮，输入模块11包括电位器，该电位器用于根据所述旋钮所处的状态生成包括所述植物生长期标识的电信号。

进一步地，控制设备可以为控制器，该控制器包括旋钮和微动开关，通过旋钮旋转状态切换待展示植物的生长期，通过微动开关生成包括所述植物的品种标识的电信号。控制设备还包括有载有标志识别图案的白板。用于采集模块13采集包括标志识别图案的外部图像。这种方式避免了现有技术中用户手持载有两个标志识别图案的白板时，操作不稳定，使采集模块对两个标导识别图案的距离测量误差过大，从而产生的图像紊乱现象；针对现有技术中用户操作时，两个标志识别图案发生重叠等现象，从而造成输出的图像紊乱的问题。

在具体实施时，该系统还可以包括一展示设备，接收模块、采集模块13、生成模块14和叠加模块15均设置在展示设备中；

接收模块用于接收来自输入模块11的电信号，并根据接收到的电信号获取植物品种标识和植物生长期标识。

展示设备还包括显示模块，显示模块用于显示所述叠加模块15得到的图像。在本实施例中，展示设备通过USB接口与控制器相连，在本发明的其他实施例中，还可以通过例如无线、蓝牙等方式连接。

采集模块13包括：

摄像单元，用于每隔预定时间采集一次外部图像；

判断单元，用于判断所述摄像单元得到的外部图像中是否存在标志识别图案；

确定单元，用于在判断单元判定摄像单元得到的外部图像中存在标志识别图案时确定标志识别图案在所述外部图像中的标志位置和偏转角度；

显示模块还用于在判断单元判定所述摄像单元得到的外部图像中不存在标志识别图案时直接显示所述摄像单元得到的外部图像。

在具体实施时，该系统可以包括一摄像头1，采集模块13设置在摄像头1中。进一步地，图2是本发明一个实施例中植物生长展示的场景图。如图2所示，在操作时，用户手持载有标志识别图案的白板，置于摄像头1下方，摄像头1采集到包括标志识别图案2的外部图像，并确定标志识别图案2在外部图像中的标志位置和偏转角度后，发送给生成模块14，生成模块14根据采集模块13得到的偏转角度将获取模块12得到的植物三维模型进行投影，得到二维植物图像；叠加模块15将生成模块14得到的二维植物图像叠加到采集模块13得到的外部图像中的标志位置处，叠加后得到的图像显示在展示设备3中。

综上所述，采用本发明实施例所公开的植物生长展示系统，通过输入模块11根据外部输入生成植物品种标识和植物生长期标识，获取模块12根据所述植物品种标识和所述植物生长期标识获取对应的植物三维模型；采集模块13采集包括标志识别图案的外部图像，并确定标志识别图案在外部图像中的标志位置和偏转角度；生成模块14对植物三维模型进行投影，得到二维植物图像，叠加到标志位置处。本发明实施例能够避免人工操作时，操作不稳定产生的图像紊乱现象，还能避免了现有技术中通过一个标志识别图案输入植物品种标识和植物生长期标识，另一个标志识别图案获取外部图像中的标志位置和偏转角度时产生的距离误差，或者图案重叠等现象，造成的输出的动画图像紊乱。

基于同样的发明构思，图3是本发明一个实施例中一种植物生长展示方法的步骤流程示意图。参见图3，该方法包括：

S1，根据外部输入生成植物品种标识和植物生长期标识；

S2，根据植物品种标识和植物生长期标识获取对应的植物三维模型；

S3，采集包括标志识别图案的外部图像，并确定标志识别图案在外部图像中的标志位置和偏转角度；

S4，根据偏转角度将所述植物三维模型进行投影，得到二维植物图像；

S5，将二维植物图像叠加到外部图像中的标志位置处。

本发明实施例通过根据外部输入生成植物品种标识和植物生长期标识，从而能够避免人工操作时，操作不稳定产生的图像紊乱现象，还能避免了现在技术中通过一个标志识别图案输入植物品种标识和植物生长期标识，另一个标志识别图案获取外部图像中的标志位置和偏转角度时产生的距离误差，或者图案重叠等现象，造成的输出的动画图像紊乱。

外部输入来自一控制设备，所述控制设备上设有用于切换待展示植物的品种的按钮，以及用于切换待展示植物的生长期的旋钮；

在具体实施时，所述步骤S1可以具体包括附图中未示出的下述步骤：

S101，根据按钮所处的状态生成包括植物品种标识的电信号；

S102，根据旋钮所处的状态生成包括植物生长期标识的电信号。

进一步地，该控制设备为控制器，该控制器包括旋钮和微动开关，通过旋钮旋转状态切换待展示植物的生长期，通过微动开关生成包括所述植物的品种标识的电信号。所述控制设备还包括有载有标志识别图案的白板，以便作为要采集的包括标志识别图案的外部图像。这种方式避免了现有技术中，采集标志识别图案时操作不稳定产生的图像紊乱现象。

进一步地，所述步骤S2可以具体包括附图中未示出的下述步骤：

S201，接收包括植物品种标识的电信号和包括所述植物生长期标识的电信号，并根据接收到的电信号获取植物品种标识和植物生长期标识。

进一步地，该方法可以还包括可以附图中未示出的下述步骤：

S6，显示将二维植物图像叠加到外部图像中的标志位置处而形成的图像。

在具体实施时，所述步骤S3可以具体包括附图中未示出的下述步骤：

S301，每隔预定时间采集一次外部图像；

S302，判断外部图像中是否存在标志识别图案；

S303，在外部图像中存在标志识别图案时，确定标志识别图案在外部图像中的标志位置和偏转角度。

进一步地，所述步骤S6可以具体包括附图中未示出的下述步骤：

S601，在外部图像中不存在标志识别图案时，直接显示外部图像。

在具体实施时，在操作时，用户手持载有标志识别图案的白板，置于摄像头1下方，由摄像头1采集包括标志识别图案的外部图像，并确定标志识别图案在外部图像中的标志位置和偏转角度。

综上所述，采用本发明实施例所公开的植物生长展示方法，通过外部输入生成植物品种标识和植物生长期标识，根据植物品种标识和植物生长期标识获取对应的植物三维模型；采集包括标志识别图案的外部图像，并确定标志识别图案在外部图像中的标志位置和偏转角度；对植物三维模型进行投影，得到二维植物图像，叠加到标志位置处。本发明实施例能够避免人工操作时，操作不稳定产生的图像紊乱现象，还能避免了现有技术中通过一个标志识别图案输入植物品种标识和植物生长期标识，另一个标志识别图案获取外部图像中的标志位置和偏转角度时产生的距离误差，或者图案重叠等现象，造成的输出的动画图像紊乱。

本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本发明公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释呈反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在于该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是互相排斥之处，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的一种浏览器终端的设备中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种植物生长展示系统，其特征在于，包括：

输入模块，用于根据外部输入生成植物品种标识和植物生长期标识；

获取模块，用于根据所述输入模块得到的所述植物品种标识和所述植物生长期标识获取对应的植物三维模型；

采集模块，用于采集包括标志识别图案的外部图像，并确定所述标志识别图案在所述外部图像中的标志位置和偏转角度；

生成模块，用于根据所述采集模块得到的偏转角度将所述获取模块得到的植物三维模型进行投影，得到二维植物图像；

叠加模块，用于将所述生成模块得到的所述二维植物图像叠加到所述采集模块得到的外部图像中的所述标志位置处。

2.根据权利要求1所述的植物生长展示系统，其特征在于，该系统包括一控制设备，所述输入模块设置在所述控制设备中；

所述控制设备上设有用于切换待展示植物的品种的按钮，以及用于切换待展示植物的生长期的旋钮；

对应于所述按钮，所述输入模块包括微动开关，该微动开关用于根据所述按钮所处的状态生成包括所述植物品种标识的电信号；

对应于所述旋钮，所述输入模块包括电位器，该电位器用于根据所述旋钮所处的状态生成包括所述植物生长期标识的电信号。

3.根据权利要求2所述的植物生长展示系统，其特征在于，该系统还包括一展示设备，接收模块、所述采集模块、所述生成模块和所述叠加模块均设置在所述展示设备中；

所述接收模块用于接收来自所述输入模块的电信号，并根据接收到的电信号获取所述植物品种标识和所述植物生长期标识。

4.根据权利要求3所述的植物生长展示系统，其特征在于，所述展示设备还包括显示模块，所述显示模块用于显示所述叠加模块得到的图像。

5.根据权利要求4所述的植物生长展示系统，其特征在于，所述采集模块包括：

摄像单元，用于每隔预定时间采集一次外部图像；

判断单元，用于判断所述摄像单元得到的外部图像中是否存在标志识别图案；

确定单元，用于在所述判断单元判定所述摄像单元得到的外部图像中存在标志识别图案时确定所述标志识别图案在所述外部图像中的标志位置和偏转角度；

所述显示模块还用于在所述判断单元判定所述摄像单元得到的外部图像中不存在标志识别图案时直接显示所述摄像单元得到的外部图像。

6.一种植物生长展示方法，其特征在于，包括：

根据外部输入生成植物品种标识和植物生长期标识；

根据所述植物品种标识和所述植物生长期标识获取对应的植物三维模型；

采集包括标志识别图案的外部图像，并确定所述标志识别图案在所述外部图像中的标志位置和偏转角度；

根据所述偏转角度将所述植物三维模型进行投影，得到二维植物图像；

将所述二维植物图像叠加到所述外部图像中的所述标志位置处。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述外部输入来自一控制设备，所述控制设备上设有用于切换待展示植物的品种的按钮，以及用于切换待展示植物的生长期的旋钮；

所述根据外部输入生成植物品种标识和植物生长期标识，包括：

根据所述按钮所处的状态生成包括所述植物品种标识的电信号；

根据所述旋钮所处的状态生成包括所述植物生长期标识的电信号。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述植物品种标识和所述植物生长期标识获取对应的植物三维模型，包括：

接收所述包括所述植物品种标识的电信号和所述包括所述植物生长期标识的电信号，并根据接收到的电信号获取所述植物品种标识和所述植物生长期标识。

9.根据权利要求6至8中任意一项所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

显示将所述二维植物图像叠加到所述外部图像中的所述标志位置处而形成的图像。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述采集包括标志识别图案的外部图像，并确定所述标志识别图案在所述外部图像中的标志位置和偏转角度，包括：

每隔预定时间采集一次外部图像；

判断所述外部图像中是否存在标志识别图案；

在所述外部图像中存在标志识别图案时，确定所述标志识别图案在所述外部图像中的标志位置和偏转角度；

所述显示将所述二维植物图像叠加到所述外部图像中的所述标志位置处而形成的图像，包括：

在所述外部图像中不存在标志识别图案时，直接显示所述外部图像。