[发明专利]植物茎秆表型信息获取装置与方法

说明书

本发明涉及植物表型监测设备技术领域，公开了一种植物茎秆表型信息获取装置与方法，其中植物茎秆表型信息获取装置包括螺旋轨道和滑块，螺旋轨道围设的区域用于放置植物茎秆；螺旋轨道包括导电部和导轨部，导电部包括两个相对设置于导轨部的两侧的导电片，导轨部用于绝缘隔离两个导电片；滑块上设有行走机构、图像获取机构以及与导电片一一对应的电刷，行走机构用于驱动滑块沿螺旋轨道运动；图像获取机构的镜头朝向螺旋轨道的内部；电刷的刷头端滑动连接于导电片，电刷的输出端电连接于行走机构和图像获取机构。该植物茎秆表型信息获取装置利用滑块的螺旋运动实现对植物茎秆的多角度图像获取，人工干预少，易于实现规模化。

技术领域

本发明涉及植物表型监测设备技术领域，尤其涉及一种植物茎秆表型信息获取装置与方法。

背景技术

植物表型被定义为植物基因型和所处环境决定的形状、结构、大小、颜色等全部可测的生物体外在表现。即表型是一个基因型与环境互作产生的全部或部分可辨识特征和性状。作物品种资源鉴定、遗传育种、栽培生理、植物保护、功能基因组学和植物生物学等方面的研究基本都涉及到对大量植株的各种特征和性状即表型的鉴别与分析,以及对复杂的植物生长环境的监测与控制。玉米茎秆是玉米生长发育的基本器官组成单位，对茎秆表型信息的获取有利于研究基因型和环境的互作规律，提供玉米冠层三维重建的基础约束性信息，是作物表型组学研究的关键技术。

目前，对玉米茎秆表型信息的获取一般采用人工观察记录，即手持游标卡尺等工具测量茎秆每节的长度、宽度、节间长度等信息。但是人工测量方式受到测量人员主观经验影响，人为误差显著，不同测量人员之间的数据重复性差。无法获取茎秆三维形态指标如茎秆截面形状等，人工成本高劳动强度大。

发明内容

本发明实施例提供一种植物茎秆表型信息获取装置与方法，用以解决现有的植物茎秆表型获取方式效率低、精度差的问题，以实现精准测量植物表型数据的目的。

本发明实施例提供一种植物茎秆表型信息获取装置，包括螺旋轨道和滑块，所述螺旋轨道围设的区域用于放置植物茎秆；所述螺旋轨道包括导电部和导轨部，所述导电部包括两个相对设置于所述导轨部的两侧的导电片，所述导轨部用于绝缘隔离两个所述导电片；

所述滑块上设有行走机构、图像获取机构以及与所述导电片一一对应的电刷，所述行走机构用于驱动所述滑块沿所述螺旋轨道运动；所述图像获取机构的镜头朝向所述螺旋轨道的内部，以获取所述植物茎秆的表型图像；所述电刷的刷头端滑动连接于所述导电片，所述电刷的输出端电连接于所述行走机构和所述图像获取机构。

其中，所述行走机构包括驱动电机、抵接于所述导轨部的顶面和/或底面的竖直轮以及安装于所述导轨部的两个侧面的水平轮；所述驱动电机的输入端电连接于所述电刷的输出端，所述驱动电机的输出端连接于所述竖直轮和所述水平轮中的一个或者多个。

其中，所述水平轮为齿轮，所述导轨部的侧面设有与所述齿轮相配合的轮齿。

其中，还包括与所述电刷一一对应的压紧组件，所述压紧组件包括连杆和弹簧，所述连杆的一端铰接于所述滑块，所述连杆的另一端铰接于所述电刷的刷头端；所述弹簧的一端固接于所述滑块，所述弹簧的另一端固接于所述连杆的中部。

其中，所述图像获取机构包括摄像头和控制器，所述摄像头的镜头朝向所述植物茎秆，所述控制器内设间歇式启停电路，所述控制器电连接于所述摄像头。

其中，所述图像获取机构还包括无线传输组件，所述摄像头电连接于所述无线传输组件，所述无线传输组件用于将所述摄像头采集的图像信号传输至远端服务器。

本发明实施例还提供一种利用上述植物茎秆表型信息获取装置的方法，包括：

放置植物茎秆于螺旋轨道围设的区域内；

启动行走机构和图像获取机构，驱动滑块从螺旋轨道的一端运动至另一端，获取不同位置下的所述植物茎秆的图像，组成图像序列；