[发明专利]一种传送带式作物表型获取方法、系统及装置

说明书

本发明公开了一种传送带式作物表型获取方法、系统及装置，该方法包括：将作物通过传送带传送至预搭建的暗室环境；控制机械臂将彩色相机、结构光相机和高光谱相机移动至预设的多个位点组合，并对作物进行图像采集，得到对应位点下的作物色彩信息、三维信息和光谱信息；将对应位点下的作物色彩信息、三维信息和光谱信息融合，得到完整作物三维点云，并构建作物生长态势跟踪数据库。该系统包括：传送带模块、暗室光环境模块、多源信息采集模块、数据处理模块和控制。该装置包括存储器以及用于执行上述传送带式作物表型获取方法的处理器。通过使用本发明，实现高精度的对作物表型参数进行批量提取。本发明可广泛应用于表型采集领域。

技术领域

本发明涉及表型采集领域，尤其涉及一种传送带式作物表型获取方法、系统及装置。

背景技术

农业领域中，快速获取植物表型数据实现植株三维结构重建，是植物表型研究、品种鉴定以及植物3D仿真模拟等应用的重要技术手段，现有的植物表型的获取方法存在自动化程度低，数据精确度差，且无法做到建立生长数据库进行追踪对比等问题，不足以为作物数字育种、数字栽培和农业生产智能化管理研究与应用提供基础数据支撑服务。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种传送带式作物表型获取方法、系统及装置，实现高精度的对作物表型参数进行批量提取。

本发明所采用的第一技术方案是：一种传送带式作物表型获取方法，包括以下步骤：

S101、将作物通过传送带传送至预搭建的暗室环境；

S201、控制机械臂将彩色相机、结构光相机和高光谱相机移动至预设的多个位点组合，并对作物进行图像采集，得到对应位点下的作物色彩信息、三维信息和光谱信息；

S301、将对应位点下的作物色彩信息、三维信息和光谱信息融合，得到完整作物三维点云，并构建作物生长态势跟踪数据库。

进一步，还包括：

S401、基于预设标签对完整作物三维点云和进行关键表型信息划分，并训练深度学习模型，得到判别模型；

S501、基于判别模型对待测作物的表型信息划分以及判断是否完整采集，得到判别结果。

进一步，所述暗室环境内设有LED光源和卤素灯泡光源，所述将作物通过传送带传送至预搭建的暗室环境这一步骤之前，还包括标定步骤，具体包括：

S001、与彩色相机和结构光相机协同标定，确定LED光源的数量、位置和发光强度；

S002、与高光谱相机协同标定，确定卤素灯泡光源的数量、位置和发光强度；

S003、对彩色相机、结构光相机和高光谱相机的空间关系进行标定。

进一步，所述暗室环境上设有黑色吸光布卷帘，所述将作物通过传送带传送至预搭建的暗室环境这一步骤，其具体包括：

S1011、传送带将多株作物依次有序按照固定间隔和固定时间传送进暗室；

S1012、判断到传送带在运行，黑色吸光布卷帘收起；

S1013、判断到传送带停止运行，黑色吸光布帘放下，构建暗室环境。

进一步，所述与彩色相机和结构光相机协同标定，确定LED光源的数量、位置和发光强度这一步骤，其具体包括：

S0011、根据不同的LED光源的数量、位置和形式设定多组LED光源布置；

S0012、在暗室内放置对象作物并通过结构光相机在各组LED光源布置下对对象作物进行拍照，得到多组不同LED光源布置下的作物点云；

S0013、根据多组不同LED光源布置下的作物点云的效果确定最优LED光源布置；