植物表型测量系统技术方案

本实用新型专利技术实施例提供一种植物表型测量系统，该系统包括：矩形框架、轨道运行小车、光电吊舱、伸缩机械臂和支撑杆；所述矩形框架通过与地面垂直的支撑杆支撑，矩形框架水平设置在植物的上方；所述轨道运行小车架设在矩形框架的两条平行的边框上，通过设置在两条平行边框的运动轮，与两条边框平行的往复运动；所述伸缩机械臂可伸缩移动的固定在所述轨道运行小车上，所述伸缩机械臂的末端与光电吊舱固定连接；所述光电吊舱包括吊舱箱体，所述吊舱箱体固定有植物表型测量装置。该系统无需人为测量，大大减少了测量人员的工作量和测量难度，具有长时间不间断监测作业的能力，为田间作物表型的高通量精确测定提供了技术支持。表型的高通量精确测定提供了技术支持。表型的高通量精确测定提供了技术支持。

【技术实现步骤摘要】
植物表型测量系统


[0001]本技术涉及农业信息化领域，尤其涉及一种植物表型测量系统。

技术介绍

[0002]近年来，植物表型组学成为国内外的研究热点。如何快速、准确、高效解析植物表型性状，成为了植物长势长相监测与诊断，遗传育种的辅助与筛选，及作物精准化管理等研究和应用的关键环节。因作物育种科研及生产中作物面积较大，作物生长全生育期需连续观测，高效率、高精度的作物表型信息的获取仍是作物生产与科研中亟待解决的问题。
[0003]目前，常用的车测量方式为：(1)以人工测量为主，即通过直尺、量角器等工具对目标群体内的植株进行测量记录，该方法主要是测量效率低，人工工作量大，难以满足大面积作物表型信息的连续监测；(2)遥感反演方法：为了解决大面积作物表型连续监测，通过卫星遥感或利用无人机获取遥感影像，通过高分辨率影像、多光谱影像、高光谱影像进行遥感反演，从而实现大面积作物表型信息的连续监测，但这种通过遥感及光谱模型反演的方法误差较大，无法满足作物表型指标获取的精度。
[0004]因此，目前在田间作物表型参数高通量获取方面尚没有方便实用的测量设备。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本技术实施例提供一种植物表型测量系统。
[0006]本技术实施例提供一种植物表型测量系统，包括：矩形框架、轨道运行小车、光电吊舱、伸缩机械臂和支撑杆；所述矩形框架通过与地面垂直的支撑杆支撑，矩形框架水平设置在植物的上方；所述轨道运行小车架设在矩形框架的两条平行的边框上，通过设置在两条平行边框的运动轮，与两条边框平行的往复运动；所述伸缩机械臂可伸缩移动的固定在所述轨道运行小车上，所述伸缩机械臂的末端与光电吊舱固定连接；所述光电吊舱包括吊舱箱体，所述吊舱箱体固定有植物表型测量装置。
[0007]进一步地，所述植物表型测量装置包括深度相机、多光谱相机和三维激光雷达中的任意一种或多种。
[0008]进一步地，所述吊舱箱体还固定有热红外传感器，所述热红外传感器用于冠层温度检测。
[0009]进一步地，所述支撑杆均设有高度调节机构，通过高度调节机构，调整矩形框架的高度。
[0010]进一步地，所述吊舱箱体还设有存储模块，所述存储模块与所述植物表型测量装置连接，用于存储所述植物表型测量装置采集的数据。
[0011]进一步地，所述吊舱箱体还设有无线通信模块，用于将所述植物表型测量装置采集到的植物表型信息，发送至地面站终端。
[0012]进一步地，所述地面站终端还用于通过所述通信模块，向所述伸缩机械臂和所述轨道运行小车发送控制信息。
[0013]本技术实施例提供的植物表型测量系统，利用机械臂灵活便于操作的优点，由伸缩机械臂控制光电吊舱，通过植物表型测量装置获取作物群体的影像、三维点云、多光谱等数据，从而分析得到作物群体地上部位的表型信息。该系统无需人为测量，大大减少了测量人员的工作量和测量难度，固定设置于植物上方，具有长时间不间断监测作业的能力。机械臂灵活便于操作的优点，能够通过植物表型测量装置，测量田间作物群体的株高和任意高度处直径、茎叶夹角等表型信息，为田间作物表型的高通量精确测定提供了技术支持。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]图1为本技术实施例提供的植物表型测量系统结构图；
[0016]附图标记说明：1.支撑杆；2.矩形框架；3.轨道运行小车；4.伸缩机械臂； 5.光电吊舱。
具体实施方式
[0017]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0018]图1为本技术实施例提供的植物表型测量系统结构图，如图1所示，本技术实施例提供一种植物表型测量系统，包括：矩形框架2、轨道运行小车3、光电吊舱5、伸缩机械臂4、支撑杆1；所述矩形框架2通过与地面垂直的支撑杆1支撑，矩形框架2水平设置在植物的上方；所述轨道运行小车3架设在矩形框架2的两条平行的边框上，通过设在两条平行边框的运动轮，与两条边框平行的往复运动；所述伸缩机械臂4可伸缩移动的固定在所述轨道运行小车3上，所述伸缩机械臂4的末端固与光电吊舱5固定连接；所述光电吊舱5包括吊舱箱体，所述吊舱箱体固定有植物表型测量装置。
[0019]支撑杆1可固定于地面，矩形框架2用于架设轨道运行小车3的两条平行边框，两条平行边框作为轨道运行小车3的轨道。伸缩机械臂4为可伸缩式，并可多角度旋转。伸缩机械臂4下端固定连接光电吊舱5，根据不同作物、不同生育时期可通过伸缩机械臂4调整光电吊舱5的高度。伸缩机械臂 4，结合轨道运行小车3的运动，能够将光电吊舱5移动到预设位置处。伸缩机械臂4平时可完全收缩后与田间轨道平台分离便于运输携带。
[0020]需要说明的是，伸缩机械臂4和轨道运行小车3的运动和控制，基于现有的控制技术实现。结合轨道运行小车3的运动，可伸缩机械臂4可以将光电吊舱5伸缩到田间作物的任意位置，不受冠层遮挡的影响，能够精确的获取作物的表型参数，且冠层以下的表型信息也可以获取到。
[0021]通过配置高精度位移传感器模块，可实现田间作物的高精度定位监测，从而实现
对每株作物的定株化管理，自动的去获取田间作物的表型参数。
[0022]确定拟测量的目标作物群体，在完成播种后，作物生长的全生育期可随时利用该植物表型测量系统通过机械臂4控制光电吊舱5获取田间目标群体的表型参数。
[0023]例如，茎叶夹角测量：通过伸缩机械臂4控制光电吊舱5，使得植物表型测量装置，如高清相机，获取植株叶片的侧面影像，通过图像后处理得到叶片的茎叶夹角。
[0024]本技术实施例提供的植物表型测量系统，利用机械臂灵活便于操作的优点，由伸缩机械臂控制光电吊舱，通过植物表型测量装置获取作物群体的影像、三维点云、多光谱等数据，从而分析得到作物群体地上部位的表型信息。该系统无需人为测量，大大减少了测量人员的工作量和测量难度，固定设置于植物上方，具有长时间不间断监测作业的能力。机械臂灵活便于操作的优点，能够通过植物表型测量装置，测量田间作物群体的株高和任意高度处直径、茎叶夹角等表型信息，为田间作物表型的高通量精确测定提供了技术支持。
[0025]基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，植物表型测量装置包括深度相机、多光谱相机、三维激光雷达中的任意一种或多种。
[0026]结合可伸缩式机械本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种植物表型测量系统，其特征在于，包括：矩形框架、轨道运行小车、光电吊舱、伸缩机械臂和支撑杆；所述矩形框架通过与地面垂直的支撑杆支撑，矩形框架水平设置在植物的上方；所述轨道运行小车架设在矩形框架的两条平行的边框上，通过设置在两条平行边框的运动轮，与两条边框平行的往复运动；所述伸缩机械臂可伸缩移动的固定在所述轨道运行小车上，所述伸缩机械臂的末端与光电吊舱固定连接；所述光电吊舱包括吊舱箱体，所述吊舱箱体固定有植物表型测量装置。2.根据权利要求1所述的植物表型测量系统，其特征在于，所述植物表型测量装置包括深度相机、多光谱相机和三维激光雷达中的任意一种或多种。3.根据权利要求1所述的植物表型测量系统，其特征在于，所述吊舱箱体还固定有热红外传感器，所述热...

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