[實用新型]一種龍門式全自動水稻植株表型檢測裝置

有效

• 申請號: 202023082746.1
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN213842060U
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 葉軍立;許先志;徐澤東;譚力銘;黃成龍
• 申請（專利權）人: 武漢谷豐光電科技有限公司
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24;G01J5/00;G01N21/31
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開了一種龍門式全自動水稻植株表型檢測裝置。為應對田間表型信息測量困難的問題。采用龍門式測量裝置搭載多種光學傳感器的方法來獲取表型數據，通過三項交流電機帶動行車在固定導軌上運行，使用升降式橫梁控制相機與植株的距離，利用運動小車搭載光學傳感器在橫梁上橫向移動實現對田間植株的圖像獲取；利用陽簾和制冷裝置解決遮光以及傳感器降溫等問題；該裝置搭載了RGB相機、紅外相機和高光譜相機三種光學傳感器以及配套光源。本實用新型提供了一種可以遠程控制的水稻田間表型全自動測量方案，能快速準確獲取多種田間水稻表型性狀。

技術領域

本實用新型屬于農業自動化領域，具體涉及一種龍門式全自動水稻植株表型檢測裝置。

背景技術

水稻是我國主要糧食作物，其遺傳和育種的研究對于我國有著重要的意義。隨著水稻基因測序工作完成，目前水稻育種中的熱點問題是水稻功能基因組的解析，這會幫助生物學家針對性的改良品種，提高育種的效率。而要實現功能基因組的解析就必須結合表型測量篩選突變植株并定位相應的基因，所以表型數據的獲取至關重要。

傳統的表型檢測步驟復雜、周期長、效率低、人工成本大的問題，嚴重影響了水稻研究的進度，需要自動化、高精度、高通量的表型設備來完成對植株的表型測量。近年來，隨著科學技術的發展，表型設備借助自動化技術、光學成像、圖像處理技術和深度學習等先進技術的應用得到廣泛發展，已經取得一定的成果。但是就目前而言，表型設備普遍成本較高，對測量條件有著較高的要求，一般部署在實驗室這種室內環境下。

然而實驗室環境有著它的局限性，植株表型性狀受環境影響比較大，實驗室得到的結果不一定適用于自然環境下的植株，所以所獲取的表型數據最好貼近于自然條件。生物學家希望能夠在田間環境下實現植株表型的高通量測量。

發明內容：

(一)要解決的技術問題

要實現水稻田間表型檢測，需要解決以下問題。1.高通量：田間測量一般面積較大，表型性狀隨時間變化較大，在研究當日不同時段表型變化時需要多次測量，所以要求短時間完成大批量的表型測量：2.多表型：為了結合多種表型信息聯合分析，不僅可以分析表型與基因之間的相關性，也可以實現表型與表型之間的相關性分析；3.田間環境惡劣：水稻生長時間一般為夏季，高溫高濕的田間環境對不僅影響正常測量也影響傳感器的使用壽命。

(二)技術方案

本實用新型為了解決其技術問題所采用的技術方案，一種龍門式全自動水稻植株表型檢測裝置。

一種龍門式全自動水稻植株表型檢測裝置，其特征在于：以大田水稻為研究目標，實現水稻在自然條件下全生育期高通量、全自動、數字化的地上表型性狀獲取和解析；所述龍門式全自動水稻植株表型檢測裝置的兩側支撐柱運行在兩條地面軌道上；所述支撐柱用于支撐中間橫梁；支撐柱內部安裝三相交流電機，交流電機驅動底部車輪轉動，車輪卡在地面已經鋪好的軌道上，保證裝置按照固定軌道行駛；地面軌道上粘貼有條形碼，支撐柱底端安裝條碼讀取器，通過獲取條形碼數據實現系統定位和導航；支撐柱頂部安裝伺服電機，伺服電機連接絲桿控制橫梁的上下移動，橫梁的升降用于調整相機與植株之間的距離；所述橫梁頂部安裝帶有風扇和空調的制冷裝置；所述橫梁上安裝兩條滑軌，運動單元在滑軌上來回運行；橫梁兩側邊緣安裝兩組電動不透光窗簾，在測量植株性狀時將窗簾自動拉上，避免外部光照對測量結果的影響，有助于系統全天候完成對植株表型信息的測量工作；所述運動單元上搭載運動伺服電機、鹵素燈、RGB可見光相機、紅外相機、高光譜相機、工控機和無線通訊模塊。

優選地，橫梁頂端安裝制冷裝置，包括四組風扇和兩個空調，用于給橫梁內部各元器件制冷，保證其正常運行。

優選地，橫梁兩側下方等距安裝兩組LED光源用于給RGB相機提供穩定光源；其中一組LED光源間隔處安裝紅外相機，用于測量植株表層溫度信息。