[发明专利]一种植物表型采集装置及其采集方法

说明书

本发明涉及植物检测领域，公开了一种植物表型采集装置及其采集方法，该装置包括旋转机构和第一传感器组件；所述旋转机构包括旋转台、至少一个转翼、立柱和支撑底板；所述旋转台包括外圈和内圈，所述内圈竖直设置在所述支撑底板上，所述内圈的底部与所述支撑底板的上表面连接，所述外圈可旋转地套设在所述内圈外，待采集的植物放置在所述内圈内；所述转翼与所述外圈的侧壁相连，所述外圈旋转带动所述转翼旋转；所述立柱竖直安装在所述转翼上；所述第一传感器组件安装在所述立柱上。本发明提供的植物表型采集装置及方法，可采集3D表型数据，数据获取的精度高。

技术领域

本发明涉及植物检测领域，特别是涉及一种植物表型采集装置及其采集方法。

背景技术

当前，高通量获取植物表型数据，进一步解析表型数字化性状，面向开展植物表型性状调查，已成为开展表型育种、品种审定、株型分析等技术服务的重要技术手段。

随着信息化技术的发展，近年来，在植物高通表型数据获取方面，已有大量软硬件产品涌现，具有代表性的产品包括：由捷克PSI公司以FluorCam叶绿素荧光成像技术为核心，结合LED植物智能培养、自动化控制系统、植物热成像分析、植物近红外成像分析、植物高光谱分析、自动条码识别管理、RGB真彩3D成像、自动称重与浇灌系统等多项先进植物表型技术，开发出了PlantScreen植物表型成像分析系统。

德国LeNeNEC公司研发的全自动高通量植物3D成像系统—GreenhouseScanalyzer Systems，是一套可以全自动、高通量对大量植株(从幼苗到成熟植株即可)进行成像的系统，可以选择配置可见光(VIS)成像、近红外(NIR)成像、红外(IR)成像、PSII荧光成像、高光谱成像和根系近红外成像中的一种或多种，每个成像模块包括顶部和侧面两个摄像头，结合样品旋转装置，就可以对植株进行3D形态学分析，如果做小植株(15cm以下)，也可选配激光扫描3D成像，每一种成像模块都有单独的成像区域(“暗房”)，依次进行成像分析。

国内的中国科学院植物研究所郭庆华等人发明的一种植物表型多源数据采集系统，包括负责承载整个系统的多源传感器的安置和保护的主体机箱、激光雷达、热红外相机、高分辨率工业相机、高光谱仪和中控计算机。

郭新宇等人发明的一种植物表型测量装置及方法，通过使用充气的气囊罩,便于移动和布置植物样本的测量环境,在旋转称重盒上固定植物样本,使植物样本旋转,并获取植物样本的重量同时,在旋转过程中,使用传感器盒获取所述植物样本的图像,根据所述植物样本的图像获取植物样本的表型参数值。

通过对相关技术产品的技术特点进行分析归类，在植物表型高通量获取方面，主要有三类技术产品：其中，一类是以PlantScreen为代表的荧光成像系统，该类产品的技术特点是需要配置荧光，对光线环境要求较高，以Greenhouse Scanalyzer Systems为代表的大型联动温室高通量获取系统，该类系统的技术特点是设备体型较大、设备价格昂贵；一类是大田作物表型获取系统，该类系统的技术特点是可移动式技术设计方案，在田间行走式获取植物表型数据，该类设备的传感器也只能悬挂在植物的顶部，难以获得植物的三维表型数据；另一类是室内3D表型获取系统，该类技术方案和本技术方案相关性较强，该类系统的设计思路是通过旋转平台驱动植物植株旋转，但这类技术方案存在以下不足之处，首先，对于藤蔓类型植物，在旋转过程中，植物的叶片会产生晃动，影响数据获取的精度，这种技术方案不适合采集藤蔓式植物；然后，对于高植株植物，因为植物是非刚性物体，通常在旋转过程中，植物的上部茎秆和叶片会出现弯曲和偏移，因此对于高植株植物，数据获取精度也会受到影响；另外，需要在旋转台上来回搬运盆栽植株，旋转台的中心难以重合，为后期数据融合处理提出了挑战。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种植物表型采集装置及其采集方法，旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

(二)技术方案