一种应用于田间小麦的三维表型解析机器人及解析方法技术

本发明专利技术涉及一种应用于田间小麦的三维表型解析机器人及解析方法，涉及农业辅助育种技术领域，实现大田环境中单株小麦表型数据精细化解析，三维表型解析机器人包括行走小车和三维表型解析装置，行走小车实现了行走和转向，三维表型解析装置可以完成对小麦株的隔离，创造暗黑环境，降低外界环境因素影响，数据采集装置旋转一周进行数据的获取并完成传输；利用改进的colmap将采集的照片重建稀疏点云，再利用改进mvs算法稠密重建，在去除背景点云、降噪后得到完整平滑三维点云，然后将小麦穗、茎、叶及非植物点云进行自动分割并提取小麦植株表型参数，整个过程实现了小麦表型的自动化解析，提高了田间单株小麦表型解析精度水平。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及小麦的三维数据获取及表型解析，具体是指一种应用于田间小麦的三维表型解析机器人及解析方法。

技术介绍

1、小麦是世界上重要的粮食作物之一，对全球粮食安全至关重要。世界上35%-40%的人口使用小麦作为主食。随着基因型鉴定技术的发展，作物表型高效采集与解析成为遗传研究的瓶颈，目前小麦表型数据的获取大都采用传统方法（人工测量、肉眼识别等），获取数据周期长。

2、对小麦植株来说，叶面积、分蘖夹角、株高、分蘖数、穗形以及冠层面积等几何参数信息对于小麦育种至关重要。基于三维点云进行小麦表型特征和参数的自动提取是当前农业信息技术研究的热点问题，获取小麦器官表型信息的关键在于完成小麦三维数据的获取及基于三维表型解析方法实现高通量作物表型获取、作物株型特征评价、植株结构和表型相关性分析。由于小麦生长茂密，难以从大田种植中实现单株小麦表型精细化获取及解析。同时，目前基于三维扫描仪的方法获取数据速度比较快、对植物没有损伤并且得到的三维点云数据量比较大，但是处理起来相对费时并且设备价格昂贵，同时该方法对环境有较高要求，尤其是扫描时不允许周围有金属物体。基本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种应用于田间小麦的三维表型解析机器人，其特征在于：包括行走小车和三维表型解析装置（3），所述行走小车上装有第三工业相机（6）以及驱动三维表型解析装置（3）横向和竖向移动的双导轨机构（7），所述三维表型解析装置（3）包括固定壳体（31）以及周向排布的多个支撑连杆（35），所述支撑连杆（35）一端与固定壳体（31）铰接，另一端铰接有拨杆（33），相邻支撑连杆（35）之间以及相邻拨杆（33）之间均装有柔性遮光片，所述三维表型解析装置（3）还包括驱动支撑连杆（35）和拨杆（33）向外摆动的展开驱动机构，所述固定壳体（31）内装有位于多个支撑连杆（35）所围成空间内的第一工业相机（372），...

【技术特征摘要】

1.一种应用于田间小麦的三维表型解析机器人，其特征在于：包括行走小车和三维表型解析装置（3），所述行走小车上装有第三工业相机（6）以及驱动三维表型解析装置（3）横向和竖向移动的双导轨机构（7），所述三维表型解析装置（3）包括固定壳体（31）以及周向排布的多个支撑连杆（35），所述支撑连杆（35）一端与固定壳体（31）铰接，另一端铰接有拨杆（33），相邻支撑连杆（35）之间以及相邻拨杆（33）之间均装有柔性遮光片，所述三维表型解析装置（3）还包括驱动支撑连杆（35）和拨杆（33）向外摆动的展开驱动机构，所述固定壳体（31）内装有位于多个支撑连杆（35）所围成空间内的第一工业相机（372），多个支撑连杆（35）所围成空间内还装有数据采集装置（9），所述数据采集装置（9）包括周向移动的轨道小车（91）以及安装在轨道小车（91）上的第二工业相机（94）。

2.根据权利要求1所述的一种应用于田间小麦的三维表型解析机器人，其特征在于：所述行走小车包括车架（4）以及安装在车架（4）四角的支腿，所述支腿下端通过转向装置（2）连接有行走机构（1）。

3.根据权利要求2所述的一种应用于田间小麦的三维表型解析机器人，其特征在于：所述支腿通过车体调节装置（5）与车架（4）连接，所述车体调节装置（5）包括与车架（4）固接的宽度调节壳体（51）以及横向滑接在宽度调节壳体（51）内的挤压板（54），所述支腿与挤压板（54）固接，所述宽度调节壳体（51）一端螺纹连接有顶在挤压板（54）一侧的调节杆（52），宽度调节壳体（51）另一端装有顶在挤压板（54）另一侧的压簧（55）。

4.根据权利要求1所述的一种应用于田间小麦的三维表型解析机器人，其特征在于：所述双导轨机构（7）包括x-横向导轨（71）以及竖向滑接在x-横向导轨（71）滑块上的y-纵向导...

【专利技术属性】
技术研发人员：王春颖，宋绪斌，刘平，李祥，李明，朱俊科，
申请(专利权)人：山东农业大学，
类型：发明
国别省市：