一种植物表型无损采集系统及方法技术方案

本发明专利技术属于植物表型采集技术领域，尤其涉及一种植物表型无损采集系统及方法。该植物表型无损采集系统包括升降机构、旋转机构、待测植物放置座、内部结构表型成像装置和控制装置，还包括外部性状表型成像装置和生理表型成像装置中的一种或两种。旋转机构与升降机构连接，升降机构能够带动旋转机构在竖直方向上移动，旋转机构包括水平旋转架，内部结构表型成像装置以及外部性状表型成像装置和生理表型成像装置中的一种或两种固定在水平旋转架上，形成成像区域。由此，利用该植物表型无损采集系统，不用移动待测植物就能够实现待测植物的内部结构表型、外部性状表型和/或生理表型的同一时间的采集，提高了待测植物表型采集的准确性。确性。确性。

【技术实现步骤摘要】
一种植物表型无损采集系统及方法


[0001]本专利技术属于植物表型采集
，尤其涉及一种植物表型无损采集系统及方法。

技术介绍

[0002]植物表型研究是植物学领域的一个重要研究方向，主要通过对活体植株的外部性状表型(例如植物的叶片形状、生物量等)和生理表型(例如植物叶片温度、水分含量、色素分布或胁迫响应等)和内部结构表型(例如植物穗部和根部的内部结构)进行鉴别和分析，以及不同的环境条件对植物生长状况、产量、质量等的影响。
[0003]在遗传育种、植物生物学等方面的研究的不断发展，对植株的同一时间、同一位置的外部性状表型、生理表型及内部结构表型，即植物的形态学参数和生理生化参数进行采集，以求全面准确的对植物的表型进行分析的需求越来越强烈。
[0004]然而，目前对植株的分析方式有如下两种：
[0005]1、取下植物的部分结构进行有损采集，然后依次放在不同的成像仪器下进行观察，无法对同一个体进行时间连续的采集分析。
[0006]2、将植物整体依次放置到多个具有不同功能的联动采集室内进行，分别对植物的不同表型进行采集。但由于柔性植物在传输或手动搬运过程中会产生晃动或偏移，需要等待其静止后再采集，并且往往当前静止均与前一次静止时的体态发生了变换，并且有时还需要进行人工对准，因此无法准确对植物的表型进行采集且采集时间长。
[0007]由此可看出，目前对植株的采集方法以及采集设备并不能满足对植株的同一时间、同一位置的外部性状表型、生理表型及内部结构表型的采集。

技术实现思路
<br/>[0008](一)要解决的技术问题
[0009]为了解决现有技术的上述问题，本专利技术提供一种植物表型无损采集系统及方法，能够对待测植物的内部结构表型以及外部性状表型和/或生理表型进行同时同位采集。
[0010](二)技术方案
[0011]为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：
[0012]本专利技术一方面提供了一种植物表型无损采集系统，包括旋转机构、升降机构、待测植物放置座、内部结构表型成像装置和控制装置，还包括外部性状表型成像装置和生理表型成像装置中的一种或两种；
[0013]旋转机构与升降机构连接，升降机构能够带动旋转机构在竖直方向上移动；
[0014]旋转机构包括可围绕竖直轴线转动的水平旋转架，内部结构表型成像装置以及外部性状表型成像装置和生理表型成像装置中的一种或两种固定在水平旋转架上，形成成像区域；
[0015]待测植物放置座位于成像区域下方或位于成像区域的下部；
[0016]控制装置与旋转机构、升降机构、内部结构表型成像装置以及外部性状表型成像装置和生理表型成像装置中的一种或两种通讯连接；
[0017]控制装置分别控制升降机构及水平旋转架带动内部结构表型成像装置以及外部性状表型成像装置和生理表型成像装置中的一种或两种在竖直方向上移动且沿水平旋转架的中心轴线转动，以实现内部结构表型成像装置对设置在待测植物放置座上的待检测植物进行内部结构表型采集，外部性状表型成像装置和/或生理表型成像装置对待检测植物进行外部性状表型和/或生理表型采集。
[0018]优选地，水平旋转架为环状件；
[0019]旋转机构还包括升降横梁、回转电机和多个载物架；
[0020]升降横梁与升降机构连接，水平旋转架连接于升降横梁并位于升降横梁的下方，多个载物架周向排列地设置在水平旋转架上且与水平旋转架可拆卸地连接；
[0021]回转电机与水平旋转架连接以驱动水平旋转架转动；
[0022]多个载物架承载成像装置，并且所有成像装置的成像采集轴线高度相同。
[0023]优选地，水平旋转架包括外环体、内环体和滚动体；
[0024]内环体与升降横梁连接，外环体套设在内环体的外侧，在外环体和内环体上设有容纳滚动体的容纳槽，外环体和内环体之间相对转动的连接，回转电机与外环体连接；
[0025]在外环体上周向等间距的开设有多组安装孔，每组安装孔包括两个位于同一直径的安装孔，载物架通过安装孔可拆卸地安装在外环体上；
[0026]水平旋转架还包括上密封带和下密封带；
[0027]上密封带和下密封带分别置于水平旋转架的上端和下端，密封外环体和内环体之间的缝隙。
[0028]优选地，升降机构包括主直线移动组件；
[0029]主直线移动组件包括立式支架、丝杠、导程连接件、电机、第一升降连接件和辅助导轨；
[0030]丝杠可转动地固定在立式支架上，导程连接件套设在丝杠上且导程连接件与旋转机构的升降横梁连接；
[0031]电机与丝杠连接，驱动丝杠转动，从而带动导程连接件上的旋转机构随导程连接件沿丝杠在竖直方向上移动；
[0032]辅助导轨安装在立式支架上且在丝杠的两侧分别设置辅助导轨；
[0033]导程连接件通过第一升降连接件与升降横梁连接，在第一升降连接件上还设有与辅助导轨匹配的导轨槽。
[0034]优选地，升降机构还包括副直线移动组件；
[0035]副直线移动组件包括副支架、直线导轨和第二升降连接件，直线导轨安装在副支架上，第二升降连接件能够在直线导轨上滑动，第二升降连接件与升降横梁连接；
[0036]立式支架和副支架相对地设置在水平旋转架的两侧。
[0037]优选地，还包括二坐标滑台，待测植物放置座连接于二坐标滑台，以实现待测植物放置座的二坐标移动；
[0038]二坐标滑台包括两个分别沿X轴、Y轴延伸的直线模组，X轴直线模组滑动连接于Y轴直线模组的上方。
[0039]优选地，还包括保护罩；
[0040]旋转机构、升降机构、待测植物放置座均置于保护罩内；
[0041]在保护罩上对应待测植物放置座的位置设置可开闭的窗，窗为透明窗。
[0042]本专利技术还提供了一种植物表型无损采集方法，采用上述植物表型无损采集系统；
[0043]步骤如下：
[0044]S1、将活体的待测植物放置于待测植物放置座上；
[0045]S2、控制装置控制升降机构带动带有内部结构表型成像装置以及外部性状表型成像装置和生理表型成像装置中的一种或两种的水平旋转架移动到指定高度；
[0046]S3、控制装置控制水平旋转架围绕待测植物在水平面内至少旋转一周，同时控制内部结构表型成像装置以及外部性状表型成像装置和生理表型成像装置中的一种或两种一起或先后对待测植物进行内部表型采集以及性状表型采集和/或生理表型采集；
[0047]如待测植物上需采集图像的高度范围超出内部结构表型成像装置以及外部性状表型成像装置和生理表型成像装置中的一种或两种在一个高度的成像范围，则将高度范围分割成多个指定高度重复步骤S2和S3。
[0048]优选地，在步骤S2中，根据实际需求，将内部结构表型成像装置以及外部性状表型成像装置和生理表型成像装置中的一种或两种固定在水平旋转架上，形成成像区域；
[0049]其中，外部性状表型本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种植物表型无损采集系统，其特征在于，包括旋转机构、升降机构、待测植物放置座、内部结构表型成像装置和控制装置，还包括外部性状表型成像装置和生理表型成像装置中的一种或两种；所述旋转机构与所述升降机构连接，所述升降机构能够带动所述旋转机构在竖直方向上移动；所述旋转机构包括可围绕竖直轴线转动的水平旋转架，所述内部结构表型成像装置以及所述外部性状表型成像装置和生理表型成像装置中的一种或两种固定在所述水平旋转架上，形成成像区域；所述待测植物放置座位于所述成像区域下方或位于所述成像区域的下部；所述控制装置与所述旋转机构、所述升降机构、所述内部结构表型成像装置以及所述外部性状表型成像装置和生理表型成像装置中的一种或两种通讯连接；所述控制装置分别控制所述升降机构及所述水平旋转架带动所述内部结构表型成像装置以及所述外部性状表型成像装置和生理表型成像装置中的一种或两种在竖直方向上移动且沿所述水平旋转架的中心轴线转动，以实现所述内部结构表型成像装置对设置在所述待测植物放置座上的待检测植物进行内部结构表型采集，所述外部性状表型成像装置和/或所述生理表型成像装置对所述待检测植物进行外部性状表型和/或生理表型采集。2.根据权利要求1所述的植物表型无损采集系统，其特征在于，所述水平旋转架为环状件；所述旋转机构还包括升降横梁、回转电机和多个载物架；所述升降横梁与所述升降机构连接，所述水平旋转架连接于所述升降横梁并位于所述升降横梁的下方，多个所述载物架周向排列地设置在所述水平旋转架上且与所述水平旋转架可拆卸地连接；所述回转电机与所述水平旋转架连接以驱动水平旋转架转动；所述多个载物架承载所述成像装置，并且所有成像装置的成像采集轴线高度相同。3.根据权利要求2所述的植物表型无损采集系统，其特征在于，所述水平旋转架包括外环体、内环体和滚动体；所述内环体与所述升降横梁连接，所述外环体套设在所述内环体的外侧，在所述外环体和所述内环体上设有容纳所述滚动体的容纳槽，所述外环体和所述内环体之间相对转动的连接，所述回转电机与所述外环体连接；在所述外环体上周向等间距的开设有多组安装孔，每组安装孔包括两个位于同一直径的安装孔，所述载物架通过所述安装孔可拆卸地安装在所述外环体上；所述水平旋转架还包括上密封带和下密封带；所述上密封带和所述下密封带分别置于所述水平旋转架的上端和下端，密封所述外环体和所述内环体之间的缝隙。4.根据权利要求3所述的植物表型无损采集系统，其特征在于，所述升降机构包括主直线移动组件；所述主直线移动组件包括立式支架、丝杠、导程连接件、电机、第一升降连接件和辅助导轨；所述丝杠可转动地固定在所述立式支架上，所述导程连接件套设在所述丝杠上且所述
导程连接件与所述旋转机构的所述升降横梁连接；所述电机与所述丝杠连接，驱动所述丝杠转动，从而带动所述导程连接件上的所述旋转机构随所述导程连接件沿所述丝杠在竖直方向上移动；所述辅助导轨安装在所述立式支架上且在所述丝杠的两侧分别设置所述辅助导轨；所述导程连接件通过所述第一升降连接件与所述升降横梁连接，在所述第一升降连接件上...

【专利技术属性】
技术研发人员：降雨强，苏航，陈凡，王瑜，薛如仙，秦亚强，韩荣成，黄璐，
申请(专利权)人：爱奥思贝动力技术苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：