[发明专利]绿色植株表型与分选的系统和方法

权利要求书

1.一种绿色植株表型与分选的系统，其特征在于，包括光扫描表型模块、叶绿素测量模块、PLC控制模块、上位机控制模块、分拣机械手模块以及支撑平台；

所述光扫描表型模块，用于监测绿色植株的生长情况；

所述叶绿素测量模块，用于对绿色植株不同生长周期的叶绿素相对含量进行测量，并将测量得到的叶绿素相对含量数据发送至上位机控制模块；

所述PLC控制模块，用于接受上位机控制模块的指令，并根据指令执行对光扫描表型模块、叶绿素测量模块以及分拣机械手模块的控制；

所述上位机控制模块，用于向PLC控制模块发布指令，并处理得到植株不同生长周期的几何形态和叶绿素相对含量数据，建立绿色植株生物信息学表型模型；

所述分拣机械手模块，用于根据PLC控制模块的控制指令实现对绿色植株的自动抓取和移植；

所述支撑平台，用于安装固定各个模块；

所述分拣机械手模块包括：三个驱动电机、机械手；在所述三个驱动电机中，两个驱动电机分别驱动机械手在水平、竖直方向上移动，另一个驱动电机控制机械手完成张开和闭合动作；为防止失步和启动时设备的震动，所述PLC控制模块通过多段脉冲输出，使驱动电机的运动设置为加速阶段、匀速阶段、减速阶段。

2.根据权利要求1所述的绿色植株表型与分选的系统，其特征在于，所述光扫描表型模块包括：结构光扫描仪、摄像头，所述结构光扫描仪对植物叶面发射结构光，并由摄像头采集该结构光的反射光；将采集的植株不同生长周期中结构光的反射光传送至上位机控制模块，利用上位机控制模块生成该植株的三维图像，得到植株重要几何形态数据：高度、体积、径横截面积、叶片面积、叶片倾角、叶片方位角。

3.根据权利要求1所述的绿色植株表型与分选的系统，其特征在于，所述叶绿素测量模块包括：光源、光传感器、信号采集与AD转换模块；其中，

光源包括：红光和红外光；

光传感器包括：红光入射传感器、红外光入射传感器、红光反射传感器和红外光反射传感器，分别用于吸收植物叶面的透射光和反射光；

信号采集与AD转换模块：用于将植物叶面红光与红外光的透射光和反射光结合总的红光和红外光入射值来测量植株不同生长周期的叶绿素相对含量。

4.根据权利要求1所述的绿色植株表型与分选的系统，其特征在于，所述上位机控制模块接收光扫描表型模块、叶绿素测量模块发送的植株几何形态数据和叶绿素相对含量数据后保存在植株表型信息数据库，并根据不同时间点所获得的植株表型参数建立植株生长发育量化形态数据库以及绿色植株生物信息学生长态势量化评估表型模型。

5.一种绿色植株表型与分选的方法，其特征在于，基于权利要求1至4中任一项所述的绿色植株表型与分选的系统，包括如下步骤：

植株参数获取步骤：采集绿色植株生长发育的多项参数，所述参数包括：高度、体积、径横截面积、叶片面积、叶片倾角、叶片方位角以及叶绿素含量，并保存在植株表型信息数据库中；

评估表型模型建立步骤：根据不同时间点所获得的参数建立植株生长发育量化形态数据库，建立绿色植株生物信息学生长态势量化评估表型模型。