一种田间小麦高通量表型信息获取装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种田间小麦高通量表型信息获取装置，包括：车架、测量装置和控制系统，测量装置和控制系统固定设置在车架上，其中：车架包括车架本体、伸缩杆、支撑架、第一车轮和第二车轮，测量装置包括：网络相机、超声波传感器、NDVI传感器、数字相机、便携式高光谱仪和红外测距传感器，控制系统包括：计算机、控制器和步进电机，车架本体可以在第一车轮和第二车轮的带动下在小麦地中小麦的行间的空白地中运动，可以完成对小麦表型信息的采集，并且采集的信息可以发送给计算机，由于可以通过车体本体在小麦地自由运动，而且可以贴近小麦进行信息采集，相比传统的信息采集平台，既降低了成本又可以实现信息采集的准确性。

A high-throughput phenotypic information acquisition device for field wheat

The utility model discloses a field wheat high-throughput phenotypic information acquisition device, which comprises a frame, a measuring device and a control system, wherein the measuring device and the control system are fixedly arranged on the frame, wherein the frame comprises a frame body, an extension rod, a support frame, a first wheel and a second wheel, and the measuring device comprises a network camera, an ultrasonic sensor, an NDVI sensor and a digital Camera, portable high spectrometer and infrared ranging sensor. The control system includes: computer, controller and stepping motor. The frame body can move in the blank space between rows of wheat in the wheat field driven by the first wheel and the second wheel. It can complete the collection of wheat surface information, and the collected information can be sent to the computer, because it can pass through the car body Ontology moves freely in wheat field, and can be close to wheat for information collection. Compared with traditional information collection platform, it can not only reduce the cost but also achieve the accuracy of information collection.

【技术实现步骤摘要】
一种田间小麦高通量表型信息获取装置
本技术涉及农作物数据采集
，具体涉及一种田间小麦高通量表型信息获取装置。
技术介绍
基于田间的高通量表型是一种利用近距离的成像技术表征作物群体复杂性状的新兴方法。其优点在于：它能够量化在相关生长条件下的困难的大量群体的作物性状，从而改善了对环境条件的动态反应的监测，进而能够指导作物的田间管理、作物育种或作物产量的预测。随着传感器技术的发展，田间小麦表型的测量也得到极大的提高，使得定量地评估小麦的多种性状成为可能。当前，田间小麦的表型测量平台大致分为遥感式与近地端式。遥感式平台主要依据于无人机，近地端式平台主要有测量人员手持式平台和大型的绳索悬浮式或轨道式田间高通量表型平台，针对研究的对象与性状。但是上述测量平台都存在不足，遥感式测量中传感器的要求精度高与负载能力有限等。手持式平台主要优点为结构简单针对性强，价格低廉，缺点在于限于单一形状的测量，不适用于高大型作物。大型的绳索悬浮式或轨道式田间高通量表型平台优点在于测量范围广、可实现全自动、高精度、多重复的精准测量、获取高通量的作物表型信息，但其成本较高。
技术实现思路
本技术为了解决上述技术问题，提出了如下技术方案：第一方面，本技术实施例提供了一种田间小麦高通量表型信息获取装置，包括：车架、测量装置和控制系统，所述测量装置和所述控制系统固定设置在所述车架上，其中：所述车架包括车架本体、伸缩杆、支撑架、第一车轮和第二车轮，所述第一车轮和所述第二车轮分别设置有两个，每个车轮对应设置一个所述支撑架，所述支撑架与所述车架本体之间设置所述伸缩杆，所述伸缩杆分别连接所述车架本体和所述支撑架，所述第一车轮和第二车轮分别与对应的所述支撑架活动连接；所述测量装置包括：网络相机、超声波传感器、NDVI传感器、数字相机、便携式高光谱仪和红外测距传感器，所述网络相机设置在所述车架本体中间位置，且所述网络相机的镜头朝向为水平方向，所述超声波传感器设置在所述车架本体靠近所述第二车轮的一端，所述超声波传感器的检测端朝下，所述NDVI传感器设置在所述车架本体与所述超声波传感器设置位置相邻，所述数字相机设置在于所述NDVI传感器相同位置，且镜头朝向与其中一个NDVI传感器的检测端设置方向相反，所述数字相机的镜头朝下，所述便携式高光谱仪设置在靠近所述第一车轮的一端，所述便携式高光谱仪的镜头朝下；所述红外测距传感器固定设置在所述第二车轮的支撑架上；所述控制系统包括：计算机、控制器和步进电机，所述计算机、所述控制器和所述步进电机均固定设置在所述车架本体上，所述计算机与所述网络相机和所述便携式高光谱仪电连接；所述控制器与所述步进电机、红外测距传感器、数字相机、NDVI传感器和超声波传感器电连接，所述步进电机用于驱动所述获取装置运行。采用上述实现方式，车架本体可以在第一车轮和第二车轮的带动下在小麦地中小麦的行间的空白地中运动，设置在车架本体上的网络相机、超声波传感器、NDVI传感器、数字相机、便携式高光谱仪和红外测距传感器可以完成对小麦表型信息的采集，并且采集的信息可以发送给计算机，计算机可以根据接收到的信息完成后续的分析。本技术提供的获取装置，由于可以通过车体本体在小麦地自由运动，而且可以贴近小麦进行信息采集，相比传统的信息采集平台，既降低了成本又可以实现信息采集的准确性。结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，所述车架本体包括第一方杆、第二方杆、第一圆杆、第二圆杆、第三圆杆和第四圆杆，所述第一方杆分别连接所述第一圆杆和所述第二圆杆的第一端，所述第二方杆分别连接所述一圆杆和所述第二圆杆的第二端，所述第三圆杆和所述第四圆杆的两端分别与所述第一圆杆和所述第二圆杆固定连接，所述第三圆杆和所述第四圆杆均匀分布在所述第一方杆和所述第二方杆之间。结合第一方面第一种可能的实现方式，在第一方面第二种可能的实现方式中，所述支撑架为六边形支撑架，所述第一车轮对应的支撑架通过所述伸缩杆与所述第一方杆的两端相连接；所述第二车轮对应的支撑架通过所述伸缩杆与所述第二方杆的两端相连接。结合第一方面第二种可能的实现方式，在第一方面第三种可能的实现方式中，所述第一圆杆和所述第二圆杆中间设置均连接一丝杆，两个所述丝杆分别与所述第一圆杆和所述第二圆杆固定连接，所述网络相机设置有两个，且分别设置在两个所述丝杆上，两个所述网络相机的镜头朝向内侧。结合第一方面第三种可能的实现方式，在第一方面第四种可能的实现方式中，所述超声波传感器设置有多个，多个所述超声波传感器通过第一连接件固定设置在所述第二方杆上，且多个所述超声波传感器均匀设置，多个所述超声波传感器的检测端均垂直朝下。结合第一方面第四种可能的实现方式，在第一方面第五种可能的实现方式中，所述NDVI传感器包括第一NDVI传感器、第二NDVI传感器和第三NDVI传感器，所述第一NDVI传感器通过第二连接件固定设置在所述第四圆杆的中间位置，且所述第一NDVI传感器的检测端朝上，所述第二NDVI传感器和所述第三NDVI传感器分别通过所述第二连接件固定在所述第四圆杆的两端，且所述第二NDVI传感器和所述第三NDVI传感器的检测端垂直朝下；所述数字相机设置在所述第四圆杆与所述第一NDVI传感器对应的位置，所述数字相机通过第三连接件与所述第四圆杆固定连接，所述第四圆杆的两端还设置有GPS模块，所述GPS模块通过第四连接件固定设置在所述第四圆杆的一端，所述GPS模块与所述计算机电连接。结合第一方面第五种可能的实现方式，在第一方面第六种可能的实现方式中，所述便携式高光谱仪通过第五连接件固定设置在所述第三圆杆的中间位置，所述红外测距传感器固定设置在所述第二车轮的支撑架上。结合第一方面第六种可能的实现方式，在第一方面第七种可能的实现方式中，所述步进电机包括第一步进电机和第二步进电机，所述第一步进电机包括两个，且两个所述第一步进电机分别固定安装在与第一车轮连接的所述支撑架的外侧，且所述第一步进电机的输出轴上固装有齿轮，两个所述第一车轮上设有与所述齿轮啮合的齿圈，所述齿轮与所述齿圈啮合连接；所述第二步进电机设置有两个，两个所述第二步进电机分别固定设置在两个所述丝杆靠近圆杆的一端，所述第二步进电机的输出轴上固装有齿轮，两个所述丝杆上设有与所述齿轮啮合的齿圈，所述齿轮与所述齿圈啮合连接。结合第一方面第七种可能的实现方式，在第一方面第八种可能的实现方式中，所述车架本体靠近所述第三圆杆的一端设置有一支撑板，所述支撑板两端分别与所述第一圆杆和所述第二圆杆固定连接，所述计算机和所述控制器固定设置在所述支撑板上；所述支撑板上还设置一电源，所述电源分别与所述计算机、所述控制器、所述步进电机、所述网络相机、所述超声波传感器、所述NDVI传感器、所述数字相机、所述便携式高光谱仪和所述红外测距传感器电连接。第二方面，本技术实施例提供了一种田间小麦高通量表型信息获取装置的控制方法，所述方法包括：确定小麦所处的成长期，所述成长期包括小麦处于抽穗期和开花期前后；如果所述小麦处于抽穗期，则对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种田间小麦高通量表型信息获取装置，其特征在于，包括：车架、测量装置和控制系统，所述测量装置和所述控制系统固定设置在所述车架上，其中：所述车架包括车架本体(1)、伸缩杆(2)、支撑架(3)、第一车轮(4)和第二车轮(5)，所述第一车轮(4)和所述第二车轮(5)分别设置有两个，每个车轮对应设置一个所述支撑架(3)，所述支撑架(3)与所述车架本体(1)之间设置所述伸缩杆(2)，所述伸缩杆(2)分别连接所述车架本体(1)和所述支撑架(3)，所述第一车轮(4)和第二车轮(5)分别与对应的所述支撑架(3)活动连接；/n所述测量装置包括：网络相机(6)、超声波传感器(7)、NDVI传感器、数字相机(8)、便携式高光谱仪(9)和红外测距传感器(10)，所述网络相机(6)设置在所述车架本体(1)中间位置，且所述网络相机(6)的镜头朝向为水平方向，所述超声波传感器(7)设置在所述车架本体(1)靠近所述第二车轮(5)的一端，所述超声波传感器(7)的检测端朝下，所述NDVI传感器设置在所述车架本体(1)与所述超声波传感器(7)设置位置相邻，所述数字相机(8)设置在于所述NDVI传感器相同位置，且镜头朝向与其中一个NDVI传感器的检测端设置方向相反，所述数字相机(8)的镜头朝下，所述便携式高光谱仪设置在靠近所述第一车轮(4)的一端，所述便携式高光谱仪的镜头朝下；所述红外测距传感器(10)固定设置在所述第二车轮(5)的支撑架(3)上；/n所述控制系统包括：计算机(11)、控制器(12)和步进电机，所述计算机(11)、所述控制器(12)和所述步进电机均固定设置在所述车架本体(1)上，所述计算机(11)与所述网络相机(6)和所述便携式高光谱仪(9)电连接；所述控制器(12)与所述步进电机、红外测距传感器(10)、数字相机(8)、NDVI传感器和超声波传感器(7)电连接，所述步进电机用于驱动所述获取装置运行。/n...

【技术特征摘要】
1.一种田间小麦高通量表型信息获取装置，其特征在于，包括：车架、测量装置和控制系统，所述测量装置和所述控制系统固定设置在所述车架上，其中：所述车架包括车架本体(1)、伸缩杆(2)、支撑架(3)、第一车轮(4)和第二车轮(5)，所述第一车轮(4)和所述第二车轮(5)分别设置有两个，每个车轮对应设置一个所述支撑架(3)，所述支撑架(3)与所述车架本体(1)之间设置所述伸缩杆(2)，所述伸缩杆(2)分别连接所述车架本体(1)和所述支撑架(3)，所述第一车轮(4)和第二车轮(5)分别与对应的所述支撑架(3)活动连接；
所述测量装置包括：网络相机(6)、超声波传感器(7)、NDVI传感器、数字相机(8)、便携式高光谱仪(9)和红外测距传感器(10)，所述网络相机(6)设置在所述车架本体(1)中间位置，且所述网络相机(6)的镜头朝向为水平方向，所述超声波传感器(7)设置在所述车架本体(1)靠近所述第二车轮(5)的一端，所述超声波传感器(7)的检测端朝下，所述NDVI传感器设置在所述车架本体(1)与所述超声波传感器(7)设置位置相邻，所述数字相机(8)设置在于所述NDVI传感器相同位置，且镜头朝向与其中一个NDVI传感器的检测端设置方向相反，所述数字相机(8)的镜头朝下，所述便携式高光谱仪设置在靠近所述第一车轮(4)的一端，所述便携式高光谱仪的镜头朝下；所述红外测距传感器(10)固定设置在所述第二车轮(5)的支撑架(3)上；
所述控制系统包括：计算机(11)、控制器(12)和步进电机，所述计算机(11)、所述控制器(12)和所述步进电机均固定设置在所述车架本体(1)上，所述计算机(11)与所述网络相机(6)和所述便携式高光谱仪(9)电连接；所述控制器(12)与所述步进电机、红外测距传感器(10)、数字相机(8)、NDVI传感器和超声波传感器(7)电连接，所述步进电机用于驱动所述获取装置运行。


2.根据权利要求1所述的一种田间小麦高通量表型信息获取装置，其特征在于，所述车架本体(1)包括第一方杆(13)、第二方杆(14)、第一圆杆(15)、第二圆杆(16)、第三圆杆(17)和第四圆杆(18)，所述第一方杆(13)分别连接所述第一圆杆(15)和所述第二圆杆(16)的第一端，所述第二方杆(14)分别连接所述一圆杆和所述第二圆杆(16)的第二端，所述第三圆杆(17)和所述第四圆杆(18)的两端分别与所述第一圆杆(15)和所述第二圆杆(16)固定连接，所述第三圆杆(17)和所述第四圆杆(18)均匀分布在所述第一方杆(13)和所述第二方杆(14)之间。


3.根据权利要求2所述的一种田间小麦高通量表型信息获取装置，其特征在于，所述支撑架(3)为六边形支撑架，所述第一车轮(4)对应的支撑架(3)通过所述伸缩杆(2)与所述第一方杆(13)的两端相连接；所述第二车轮(5)对应的支撑架(3)通过所述伸缩杆(2)与所述第二方杆(14)的两端相连接。


4.根据权利要求3所述的一种田间小麦高通量表型信息获取装置，其特征在于，所述第一圆杆(15)和所述第二圆杆(16)中间设置均连接一丝杆(19)，两个所述丝杆(19)分别与所述第一圆杆(15)和所述第二圆杆(16)固定连接，所述网络相机(6...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘平，刘宝花，王春颖，朱衍俊，
申请(专利权)人：山东农业大学，
类型：新型
国别省市：山东;37