[發明專利]一種耐低溫弱光的辣椒品種的篩選方法和裝置

在審

• 申請號: 201811020876.7
• 申請日: 2018-09-03
• 公開（公告）號: CN109287477A
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 岑海燕;蔣錦琳;何勇;徐海霞;翁海勇
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: A01H1/04
• 分類號: A01H1/04;A01G7/04;A01G9/16;A01G9/22;A01G22/05
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

1.一種耐低溫弱光性的辣椒品種的篩選方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)選取已知的對低溫弱光具有不同程度耐性的辣椒品種培養，待到幼苗期時進行人工低溫弱光處理；

(2)將辣椒幼苗進行暗處理后，分別利用葉綠素成像儀和RGB成像儀采集葉綠素熒光圖像和RGB圖像，對圖像進行分析和處理，得到相應的葉綠素熒光參數、形狀參數和顏色參數；

(3)計算每個辣椒幼苗的耐低溫弱光性綜合評價值作為輸入，以不同耐低溫弱光程度作為輸出，建立低溫弱光耐性程度判別模型；

(4)對未知待篩選的辣椒品種進行同樣的人工低溫弱光處理，首先篩選葉面積明顯縮減、生長明顯停止的辣椒幼苗即為不耐性，剩余的辣椒幼苗采集葉綠素熒光圖像和RGB圖像，計算耐低溫弱光性綜合評價值輸入判別模型即可判斷耐性程度。

2.根據權利要求1所述的耐低溫弱光性的辣椒品種的篩選方法，其特征在于，步驟(2)中，采集葉綠素熒光圖像的步驟為：

將辣椒幼苗暗適應30min后，打開測量光脈沖測定最小熒光Fo，再打開飽和光脈沖測得最大熒光Fm，隨后打開光化光，接著打開飽和光脈沖測得光適應后的最大熒光Fm’，再打開遠紅外光脈沖測得光適應后的最小熒光Fo’，最后采集光適應時的穩態熒光Fs。

3.根據權利要求1所述的耐低溫弱光性的辣椒品種的篩選方法，其特征在于，步驟(2)中，對圖像進行分析和處理包括：對RGB圖像進行灰度化、濾波、二值化、分離葉柄和提取葉片輪廓并計算特征值。

4.根據權利要求1所述的耐低溫弱光性的辣椒品種的篩選方法，其特征在于，步驟(2)中，所述的葉綠素熒光參數包括：PSII最大光化學效率，光化學猝滅系數，天線色素捕光效率，PSII實際光量子效率，非光化學猝滅系數；所述的形狀參數包括：葉面積、葉片周長、葉片長度、葉片寬度、葉寬指數；所述的顏色參數包括：葉片H均值、S均值、L均值。

5.根據權利要求1所述的耐低溫弱光性的辣椒品種的篩選方法，其特征在于，步驟(3)中，所述的耐低溫弱光性綜合評價值計算方法為：先計算每個辣椒幼苗的葉綠素熒光、形狀、顏色三項參數的耐低溫弱光系數，進行主因子分析，選出貢獻率達90％以上的前幾個綜合指標，再計算每個綜合指標的隸屬函數值以及權重，最后得到耐低溫弱光性綜合評價值。

6.根據權利要求1所述的耐低溫弱光性的辣椒品種的篩選方法，其特征在于，步驟(3)中，所述的低溫弱光耐性程度判別模型采用極限學習機學習方法建立。

7.一種耐低溫弱光性的辣椒品種的篩選裝置，其特征在于，包括：

遮光室，所述遮光室設有暗適應屏幕；

水平支撐架，固定于遮光室的頂部；

電控平移和升降模塊，安裝在水平支撐架上，用于沿水平支撐架水平移動或垂直于水平支撐架上下移動；

激光雷達導航模塊，安裝在水平支撐架上，用來確定篩選裝置的位置，同時快速獲得環境輪廓信息，幫助裝置實現自主構建地圖、實時路徑規劃與自動避開障礙物；

光源和成像模塊，朝下安裝在電控平移和升降裝置上，用于采集所測幼苗的圖像信息；

數據采集和處理模塊，安裝在遮光室外側面，與光源和成像模塊相連，用于采集待測植株的圖像實時上傳至遠程操控設備，提取所測圖像中的特征參數，并計算出耐低溫弱光性綜合評價值，判斷所測幼苗的耐低溫弱光程度；

控制存儲模塊，安裝在遮光室外側面，分別與導航模塊、電控平移和升降模塊、光源和成像模塊、數據采集和處理模塊相連，用于控制上述模塊工作并存儲數據；

還包括遠程操控設備，與控制存儲模塊有線或無線連接，用于對控制存儲模塊進行遠程實時遙控，接收數據并存儲于數據庫。

8.根據權利要求7所述的耐低溫弱光性的辣椒品種的篩選裝置，其特征在于，所述遮光室的內壁上涂有黑色吸光涂層。

9.根據權利要求7所述的耐低溫弱光性的辣椒品種的篩選裝置，其特征在于，所述的激光雷達導航模塊包括GPS定位系統、IMU慣性測量單元和激光掃描儀。

10.根據權利要求7所述的耐低溫弱光性的辣椒品種的篩選裝置，其特征在于，所述光源和成像模塊包括對稱設置的4塊光源板，光源板中間鏤空區域安裝成像模塊，所述的光源板上設有LED燈；成像模塊包括葉綠素熒光成像儀和RGB成像儀集成作用系統，由CCD鏡頭、濾光輪、濾波器和散熱單元構成。