作物田间表型高通量监测系统及监测方法技术方案

本发明专利技术涉及作物田间表型监测技术领域，公开了一种作物田间表型高通量监测系统及监测方法，其中作物田间表型高通量监测系统包括无人机平台、行走机器人平台和服务器，无人机平台设置有第一通讯模块和第一冠层表型数据监测子系统，第一通讯模块与服务器无线通讯连接，第一冠层表型数据监测子系统用于从空中获取待测田间植物的冠层顶部表型数据；行走机器人平台上设置有第二通讯模块和第二冠层表型数据监测子系统，第二通讯模块与服务器无线通讯连接，第二冠层表型数据监测子系统用于从地上获取待测田间植物的冠层内部表型数据。该作物田间表型高通量监测系统高了表型高通量监测的效率和精度，具有使用简便、测量精确、监测范围广的优点。

High throughput monitoring system and method of crop phenotype

The invention relates to the technical field of crop field phenotype monitoring, and discloses a crop field phenotype high-throughput monitoring system and monitoring method, wherein the crop field phenotype high-throughput monitoring system includes an UAV platform, a walking robot platform and a server, the UAV platform is provided with a first communication module and a first canopy phenotype data monitoring subsystem, and the first communication module and the server Wireless communication connection: the first canopy phenotype data monitoring subsystem is used to obtain the canopy top phenotype data of the field plants to be tested from the air; the second communication module and the second canopy phenotype data monitoring subsystem are set on the walking robot platform, the second communication module is connected with the server through wireless communication, and the second canopy phenotype data monitoring subsystem is used to obtain the field data to be tested from the ground Phenotypic data of plant canopy. The system has the advantages of simple use, accurate measurement and wide monitoring range.

【技术实现步骤摘要】
作物田间表型高通量监测系统及监测方法
本专利技术涉及作物田间表型监测设备
，尤其涉及一种作物田间表型高通量监测系统及监测方法。
技术介绍
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。目前植物表型获取方法主要通过：人工手眼测量以及无人机搭载光学传感器测量。但是，上述表型获取技术存在下述缺陷：人工手眼方式可以获取较为精确的表型信息，但分析规模小(涉及的样本和性状类别少)、效率低(基本上手工操作)、误差大(难以排除人为和环境因素干扰)、适用性弱(难以跨物种参考分析方法和数据)。而无人机表型平台在获取效率具有一定优势，但受本身技术限制其，无人机距离冠层一定的高度，获取表型信息的精度不高。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种作物田间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种作物田间表型高通量监测系统，包括无人机平台，其特征在于，还包括行走机器人平台和服务器，所述无人机平台设置有第一通讯模块和电连接于所述第一通讯模块的第一冠层表型数据监测子系统，所述第一通讯模块与所述服务器无线通讯连接，所述第一冠层表型数据监测子系统用于从空中获取待测田间植物的冠层顶部表型数据；/n所述行走机器人平台上设置有第二通讯模块和电连接于所述第二通讯模块的第二冠层表型数据监测子系统，所述第二通讯模块与所述服务器无线通讯连接，所述第二冠层表型数据监测子系统用于从地上获取所述待测田间植物的冠层内部表型数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种作物田间表型高通量监测系统，包括无人机平台，其特征在于，还包括行走机器人平台和服务器，所述无人机平台设置有第一通讯模块和电连接于所述第一通讯模块的第一冠层表型数据监测子系统，所述第一通讯模块与所述服务器无线通讯连接，所述第一冠层表型数据监测子系统用于从空中获取待测田间植物的冠层顶部表型数据；
所述行走机器人平台上设置有第二通讯模块和电连接于所述第二通讯模块的第二冠层表型数据监测子系统，所述第二通讯模块与所述服务器无线通讯连接，所述第二冠层表型数据监测子系统用于从地上获取所述待测田间植物的冠层内部表型数据。


2.根据权利要求1所述的作物田间表型高通量监测系统，其特征在于，所述第一冠层表型数据监测子系统包括可见光图像传感器，所述可见光图像传感器用于获取所述待测田间植物的顶部图像的颜色与纹理信息；所述无人机平台还包括电连接于所述第一通讯模块的第一GPS定位传感器，所述第一GPS定位传感器用于获取所述待测田间植物的地理位置信息。


3.根据权利要求2所述的作物田间表型高通量监测系统，其特征在于，所述无人机平台还设置有第一导航运动模块，所述第一导航运动模块电连接于所述第一通讯模块和所述第一GPS定位传感器，以根据获取的规划路径信息执行飞行作业。


4.根据权利要求2所述的作物田间表型高通量监测系统，其特征在于，所述第一冠层表型数据监测子系统还包括多光谱传感器和3D激光雷达传感器，所述多光谱传感器用于获取所述待测田间植物的生理表型信息；所述3D激光雷达传感器用于获取所述待测田间植物的3D点云，进行植物形态三维重建，获取形态结构表型信息。


5.根据权利要求1所述的作物田间表型高通量监测系统，其特征在于，所述第二冠层表型数据监测子系统包括半球图像采集器、环境传感器和作物节单位表型采集器，所述半球图像采集器用于获取所述待测田间植物的冠层结构参数，所述环境传感器用于获取待测农田的环境指标；
所述作物节单位表型采集器包括支撑旋转机构、具有开口的传感器支架以及多个固接于所述传感器支架的图像传感器，所述图像传感器的镜头朝向所述开口；所述支撑旋转机构的基座连接于所述行走机器人平台，所述支撑旋转机构的输出转轴沿水平方向固接于所述传感器支架。


6.根据权利要求1所述的作物田间表型高通量监测系统，其特征在于，所述行走机器人平台还设置有第二GPS定位传感器和电连接于所述第二GPS定位传感器的第二导航运动模块；所述第二GPS定位传感器和所述第二导航运动模块均电连接于所述第二通讯模块，以根据获取的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭新宇，王传宇，温维亮，吴升，
申请(专利权)人：北京农业信息技术研究中心，
类型：发明
国别省市：北京;11