【技术实现步骤摘要】
基于人工智能的作物全表型组高通量检测系统和方法
[0001]本专利技术属于农业生物信息
，具体涉及一种基于人工智能的作物全表型组高通量检测系统和方法。
技术介绍
[0002]针对作物表型自动化检测，根盒已经得到广泛的使用以研究植物的根系，但是如何实现高通量这一直是个难点。如何实现根盒的标准化以满足不同作物生长的需求，如何设计运动机构，以最小的人工干预，快速有效地采集根系表型，如何同时采集地上和地下的表型，并将其相结合，如何高通量地实现数据的处理，获取表型性状参数，以上都是存在的主要问题。
[0003]近年来，无人机技术的快速发展，使得无人机成为成本最低可实现高通量表型的重要装置之一。无人机在农业表型领域广泛用于大田研究，可精准预估作物产量、灾害预测及防治、植物生理研究等等。所以，无人机技术可以有效快速地对定点区域的作物群体进行高通量地数据采集，并且不仅仅是单一二维数据的获取，无人机设备还可以根据标定信息换算以实现基于运动恢复结构的三维重构，从而获取植株的三维表型。
[0004]由于根系一般都生长在土壤之...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于人工智能的作物全表型组高通量检测系统，其特征在于，该检测系统包括如下部分：电动移动大棚，可实现大棚的自动打开和关闭；根盒，安装在放置架上，根盒与地面成60度倾斜；受重力作用，植株根系贴着根盒后面板的玻璃面生长，便于根系表型参数的获取；滴灌系统，使用滴头和滴箭配合，滴箭插在每个根盒里，实现全自动浇水，水量和浇水时间可控；全自动数据采集装置，包括机器人轨道、二维码和巡航机器人；巡航机器人在定轨道上稳定运行，通过扫描二维码实现定位和数据获取；其中，巡航机器人的组成部分包括n个灯管、RGB相机、电池、二维码扫描器、工控机和电动轮子，n≥2；n个灯管异步开启，RGB相机获取不同灯管照明下的植株根系图片，用于后期合成高清无反光根系图片；二维码扫描器用于检测和扫描摆放在植株附近的二维码，发送扫描信息给工控机；工控机控制电动轮子的启停；无人机，可编程规划路径覆盖整个占地区域，用于采集植株冠层表型，并在拍摄过程中在地面布置标定板，获取空间坐标系和图像坐标系的对应关系，联合无人机采集的RGB冠层图片信息用于后期的冠层三维重构；数据处理模块，用于针对采集的根系图片以及无人机采集的地上植株图片执行图像分析处理步骤，处理步骤涵盖：高清无反光根系图片的合成，基于人工智能的地下根系表型计算提取，基于人工智能的植株地上部分表型计算提取，基于地上地下以及时间序列的表型性状结合与性状拓展。2.根据权利要求1所述的基于人工智能的作物全表型组高通量检测系统，其特征在于，所述根盒使用U型胶条进行密封，根盒开设生长槽；根盒前面板和后面板的固定方式使用螺母与大头螺钉相连接；钢化玻璃使用玻璃胶粘在后面板上；根盒的螺母与大头螺钉可部分拆卸，可拓展成排水结构；设置加强筋，保证根盒的强度。3.根据权利要求2所述的基于人工智能的作物全表型组高通量检测系统，其特征在于，所述根盒使用的U型密封条贴合根盒的侧面加底面，前面板和后面板连接时形成挤压力，从而实现完全密封结构；U型密封条的厚度即为根盒的种植厚度，可针对不同作物的生长要求更换不同厚度的U型胶条实现厚度控制；根盒开设生长槽，其位置在根盒的上方，前面板上的一个凸起结构，用于弥补根盒厚度太薄时影响植物茎秆生长这一缺陷；钢化玻璃面使用玻璃胶粘在后面板上，在后面板上打孔用于与前面板连接，使得钢化玻璃毫无局部受力点，在装土、拆卸以及使用的过程中不会因为局部受力造成钢化玻璃的破碎，进而保证根盒的安全可靠性；根盒的部分螺母螺钉经拆卸后，根盒前面板、后面板与密封条之前的局部挤压力丢失，根盒出现细缝，该细缝可以用来排水进而实现根盒的可拓展排水结构；可通过拆卸位置不同的螺母螺钉，实现排水位置的控制，适应不同作物的使用场景。4.根据权利要求1所述的基于人工智能的作物全表型组高通量检测系统，其特征在于，机器人轨道采用两条平行的圆管铺设，拐弯处使用特制的弯圆管连接，轨道结构可根据场地的条件规划布置和拓展；二维码内容为根盒的编号，采集的过程中实时返回编号信息用于采集图片...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨万能，施家伟，李为坤，叶军立，冯慧，谢尚源，张建，
申请(专利权)人：华中农业大学，
类型：发明
国别省市：
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