[發(fā)明專利]一種基于機(jī)器視覺的小麥育種材料表型性狀快速采集方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210160105.8
• 申請日: 2022-02-22
• 公開（公告）號: CN114548926B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 臧賀藏;王猛;鄭國清;李國強(qiáng);趙晴;張杰;周萌
• 申請（專利權(quán)）人: 河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與信息研究所
• 主分類號: G06Q10/10
• 分類號: G06Q10/10;G06Q50/02;G06F16/22;G06F16/25
• 代理公司: 鄭州大通專利商標(biāo)代理有限公司 41111
• 代理人: 張立強(qiáng)

1.一種基于機(jī)器視覺的小麥育種材料表型性狀快速采集方法，其特征在于，包括：

步驟1，建立小麥育種試驗(yàn)表型性狀數(shù)據(jù)庫，所述數(shù)據(jù)庫用于存儲包括小麥育種材料表型性狀信息、育種試驗(yàn)站點(diǎn)在內(nèi)的各試驗(yàn)數(shù)據(jù)；

步驟2，設(shè)定小麥育種材料表型性狀信息的取值范圍；

步驟3，基于小麥育種試驗(yàn)表型性狀數(shù)據(jù)庫構(gòu)建小麥育種材料表型性狀信息采集系統(tǒng)；

步驟4，將各育種試驗(yàn)站點(diǎn)承擔(dān)的試驗(yàn)任務(wù)分發(fā)到小麥育種材料表型性狀信息采集系統(tǒng)的客戶端，即采集終端；

步驟5，基于分發(fā)的試驗(yàn)任務(wù)，通過小麥育種材料表型性狀信息采集系統(tǒng)快速采集小麥育種材料表型性狀信息；所述步驟5包括：

根據(jù)試驗(yàn)需求和小麥育種材料生長關(guān)鍵階段，制作不同的數(shù)據(jù)錄入模板，供多人使用模板進(jìn)行表型性狀信息采集，保證表型性狀數(shù)據(jù)采集的規(guī)范化；

按照模板中的小麥育種材料表型性狀指標(biāo)進(jìn)行表型性狀信息采集，根據(jù)試驗(yàn)小區(qū)或者育種材料編號，錄入表型性狀信息；數(shù)據(jù)錄入完畢后，選擇上傳的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器端；數(shù)據(jù)上傳完成后，該次采集數(shù)據(jù)錄入模板名稱自動(dòng)消失；數(shù)據(jù)上傳后，采集終端本地?cái)?shù)據(jù)隨之刪除；

在按照模板中的表型性狀指標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集之前，還包括：按照如下方式定位試驗(yàn)小區(qū)和育種材料：

對于安裝有條碼牌和特高頻UHF卡的試驗(yàn)小區(qū)和育種材料：

通過掃碼器掃描條碼牌上的條形碼或通過UHF讀卡器讀取當(dāng)前試驗(yàn)小區(qū)UHF卡上的種植信息；

對于沒有安裝條碼牌和UHF卡的試驗(yàn)小區(qū)和育種材料：

田間小麥育種材料地理信息系統(tǒng)GIS種植圖制作：利用無人機(jī)搭載高清數(shù)碼相機(jī)航拍小麥育種材料試驗(yàn)地，獲取無人機(jī)拍攝圖像，使用軟件對圖像進(jìn)行拼接，可以生成整塊小麥育種材料試驗(yàn)地的GIS底圖；然后對GIS底圖中的小麥育種材料小區(qū)進(jìn)行解譯，標(biāo)記出要素，對要素的屬性進(jìn)行輸入，并為每個(gè)要素配置唯一的序號編碼，導(dǎo)出要素屬性表和編碼表；最終將生成的數(shù)據(jù)導(dǎo)入小麥育種材料表型性狀采集終端，完成GIS種植圖的生成；

田間育種材料定位：首先根據(jù)北斗定位模塊確定當(dāng)前位置，然后根據(jù)采集終端內(nèi)電子羅盤信息確定當(dāng)前采集終端的朝向，依據(jù)位置信息與方向信息在GIS種植圖中選擇最可能的三個(gè)小區(qū)，使用者進(jìn)行確認(rèn)性選擇，最終確定當(dāng)前輸入的小區(qū)；

所述田間育種材料定位具體包括：

根據(jù)北斗定位模塊確定當(dāng)前位置，基于當(dāng)前位置生成選擇半徑，并在GIS種植圖上根據(jù)選擇半徑獲取與選擇區(qū)相交的小區(qū)，然后通過電子羅盤讀取當(dāng)前使用者采集終端的朝向，通過朝向正方向，向兩側(cè)擴(kuò)散一定角度形成選擇扇區(qū)，計(jì)算扇區(qū)內(nèi)各小區(qū)的角點(diǎn)與當(dāng)前位置的距離，并計(jì)算扇區(qū)內(nèi)各小區(qū)的角點(diǎn)與當(dāng)前位置連線和采集終端朝向的夾角；

然后對得到的所述距離和夾角數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化，分別以距離與夾角的最小值作為基準(zhǔn)數(shù)值，均記為值1，對各小區(qū)的角點(diǎn)對應(yīng)的距離和夾角數(shù)據(jù)進(jìn)行變換，將各小區(qū)的角點(diǎn)對應(yīng)的變換后的距離和夾角兩項(xiàng)數(shù)值相加后進(jìn)行升序排列，相加后值最小的為最可能目標(biāo)地塊，最后在GIS種植圖中查詢當(dāng)前地塊的信息，并進(jìn)行反饋；

步驟6，將采集的小麥育種材料表型性狀信息上傳至小麥育種材料表型性狀信息采集系統(tǒng)的服務(wù)器端進(jìn)行備份，并通過服務(wù)器端進(jìn)行二次校驗(yàn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于機(jī)器視覺的小麥育種材料表型性狀快速采集方法，其特征在于，所述小麥育種試驗(yàn)表型性狀數(shù)據(jù)庫包括系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)表、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表和表型性狀數(shù)據(jù)調(diào)查表；系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)表包括用戶表及用戶組表，用于用戶登陸以及管理員進(jìn)行用戶角色管理；基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表包括行政區(qū)域數(shù)據(jù)表、育種試驗(yàn)站點(diǎn)管理數(shù)據(jù)表、小麥品種數(shù)據(jù)表、小麥育種材料表型性狀信息管理數(shù)據(jù)表；表型性狀數(shù)據(jù)調(diào)查表包括物候期記載表、抗逆性記載表、病蟲害調(diào)查表、主要性狀調(diào)查表和產(chǎn)量性狀調(diào)查表。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于機(jī)器視覺的小麥育種材料表型性狀快速采集方法，其特征在于，所述步驟2還包括：根據(jù)每個(gè)表型性狀的數(shù)值設(shè)定閾值范圍。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于機(jī)器視覺的小麥育種材料表型性狀快速采集方法，其特征在于，所述小麥育種材料表型性狀信息采集系統(tǒng)中，使用者可以根據(jù)分發(fā)的試驗(yàn)任務(wù)對小麥育種材料表型性狀指標(biāo)進(jìn)行自行增減。