[發明專利]基于光學成像技術的高通量植物表型分析裝置和方法

有效

• 申請號: 201610070808.6
• 申請日: 2016-01-31
• 公開（公告）號: CN105717115B
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發明（設計）人: 岑海燕;張艷超;何勇;高大海;翁海勇
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 徐敏

1.一種基于光學成像技術的高通量植物表型分析裝置，其特征在于，包括：

避光罩；

底座，安裝在避光罩內，底座中間設有工作位；在所述工作位設有位于物料載臺下方的升降旋轉機構，所述升降旋轉機構包括：升降機構和旋轉機構，所述旋轉機構安裝在升降機構的升降臺上，所述旋轉機構的動力輸出端設有與物料載臺底部卡合以帶動物料載水平轉動的限位件；

頂架，安裝在避光罩內固定在底座正上方；

物料載臺，安裝在底座的工作位上；

傳感器平板，通過平移機構安裝在頂架上；所述平移機構包括：固定在頂架上的第一軌道以及移動安裝在第一軌道上且與第一軌道垂直的第二軌道，所述傳感器平板移動安裝在第二軌道上，所述第一軌道和第二軌道分別帶有驅動機構；

葉綠素熒光成像儀，安裝在傳感器平板上；

近紅外多光譜面型成像儀，安裝在傳感器平板上；

紅外熱成像儀，安裝在傳感器平板上；

三維重構成像儀，安裝在傳感器平板上；三維重構成像儀包括布置在中間的RGB相機以及圍繞RGB相機周向布置的4個成像鏡頭；

光源組，安裝在傳感器平板上為葉綠素熒光成像儀、近紅外多光譜面型成像儀和三維重構成像儀提供激發光和照明光；

葉綠素熒光成像儀、近紅外多光譜面型成像儀、紅外熱成像儀和RGB相機布置在所述傳感器平板的中間；

所述避光罩上開設有進料口和開關門，所述避光罩外設有物料安裝位，所述物料安裝位和工作位之間設有穿過進料口的傳送機構，所述物料載臺安裝在傳送機構的傳送座上；

所述光源組包括:

多個LED燈，作為葉綠素熒光的激發光源均勻分布于傳感器平板上；

多個紅外LED燈，作為近紅外多光譜面型成像儀光源均勻分布于傳感器平板上，所述紅外LED燈包括至少兩種波長的紅外光。

2.如權利要求1所述的基于光學成像技術的高通量植物表型分析裝置，其特征在于，所述驅動機構為滾珠絲杠副。

3.如權利要求1所述的基于光學成像技術的高通量植物表型分析裝置，其特征在于，所述升降機構采用滾珠絲杠副。

4.如權利要求1所述的基于光學成像技術的高通量植物表型分析裝置，其特征在于，所述旋轉機構采用旋轉電機。

5.一種基于光學成像技術的高通量植物表型分析方法，其特征在于，使用如權利要求1～4任一權利要求所述的基于光學成像技術的高通量植物表型分析裝置，包括以下步驟：

(1)將待測植物放在物料載臺上；

(2)平移機構驅動傳感器平板，使葉綠素熒光成像儀位于物料載臺正上方，光源組提供激發光，葉綠素熒光成像儀采用高分辨率相機結合濾光輪采集葉綠素熒光成像，得到葉綠素熒光參數；

(3)平移機構驅動傳感器平板，使近紅外多光譜面型成像儀位于物料載臺正上方，光源組提供紅外光，近紅外多光譜面型成像儀獲取植物葉片、冠層的生化指標和水分狀況參數；

(4)平移機構驅動傳感器平板，使紅外熱成像儀位于物料載臺正上方，紅外熱成像儀分析作物干旱脅迫、光照強度分布參數；

(5)平移機構驅動傳感器平板，使三維重構成像儀位于物料載臺正上方，光源組提供照明光，三維重構成像儀拍攝多個角度的植物圖像，進行植物三維重構，獲取植物全方位結構形態表型。