[发明专利]一种植物表型测量装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及数据采集领域，更具体地，涉及一种植物表型测量装置及方法。

背景技术

植物表型研究是植物学和生物学领域的一个重要课题，主要通过对植株的各种特征和性状即表型的鉴别和分析，以及对植物生长环境的监测和控制深入阐明基因和环境因素对植物表型的复杂作用，植物表型与其产量、生理状态之间的相互关系，以及不同的环境条件对植物生长状况、产量和质量等的影响。

目前，从功能基因组学到作物栽培生理的各个层面的研究都需要测定大量植株的不同层次表型特征及性状，如植物的形体学参数和生理生化参数。其中所述形体学参数包括结构、密度、叶面积、叶长、叶宽和种子颜色，所述生理生化参数包括养分分析、水分分布、水分胁迫、蒸腾作用、光合生理状态和病虫害。对植物多表型信息的完整获取和分析已成为植物表型组学的一个重要研究方向。

传统的表型测量通过人工方式完成，存在效率低、误差不可控等问题。近几年来，国内外科研机构和大型企业已开始高通量植物表型测量平台的研究和开发，如LemnaTec公司和PSI公司的植物表型测量系统。虽然所述植物表型测量系统可实现批量植物扫描，但结构复杂、成本高、维护费用高，且受场地限制能够检测样品的数量有限。

发明内容

为克服上述现有的表型测量装置结构复杂、成本高且受场地限制的问题或者至少部分地解决上述问题，本发明提供了一种植物表型测量装置及方法。

根据本发明的第一方面，提供一种植物表型测量装置，包括：

充气的气囊罩、旋转称重盒和传感器盒；

其中，所述气囊罩的一侧敞开；

所述旋转称重盒和传感器盒位于所述气囊罩内部；

所述旋转称重盒包括夹持装置、步进电机、驱动器、控制器和称重装置；

其中，所述步进电机、驱动器和控制器位于所述夹持装置下方；

所述驱动器与所述步进电机相连，所述控制器与所述驱动器相连；

所述称重装置位于所述步机电机下方；

所述传感器盒包括3D相机、光谱相机和可见光彩色相机。

具体地，所述装置还包括设置模块，所述设置模块与所述控制器相连，用于设置所述植物样本旋转的间隔角度。

具体地，所述控制器用于使植物样本旋转，直到所述植物样本旋转360度。

具体地，所述控制器用于使所述植物样本每旋转间隔角度后停止预设时长，并在所述植物样本的旋转角度小于360度且状态为停止状态时，向所述传感器盒发送触发信号，以触发所述传感器盒中传感器的启用。

具体地，所述装置还包括颜色校正色卡，用于获取所述植物样本的标准颜色。

具体地，所述3D相机用于以水平60度、垂直45度的四棱锥形状发射激光点，并捕获所述激光点的图像。

具体地，所述光谱相机安装有滤光片，所述光谱相机的光谱响应范围为900-2500nm，镜头焦距为8mm，分辨率4000×3000。

具体地，所述可见光彩色相机的镜头焦距为12mm，分辨率为4000×3000。

根据本发明的第二方面，提供一种植物表型测量方法，所述方法使用上述装置，包括：

去除植物样本的根系后，将所述植物样本固定在旋转称重盒的夹持装置上；

通过所述旋转称重盒使所述植物样本旋转，通过所述旋转称重盒中的称重装置获取所述植物样本的重量；

通过传感器盒中的3D相机获取所述植物样本的形态表型参数值，通过所述传感器盒中的光谱相机获取生理表型参数值，通过所述传感器盒中的可见光彩色相机获取颜色纹理表型参数值。

具体地，所述植物样本每旋转预设间隔角度后停止预设时长；

若判断所述植物样本的旋转角度小于360度且状态为停止状态时，向所述传感器盒发送触发信号，以触发所述传感器盒中传感器的启用。

本发明提供一种植物表型测量装置及方法，通过使用充气的气囊罩，便于移动和布置植物样本的测量环境，在旋转称重盒上固定植物样本，使植物样本旋转，并获取植物样本的重量；同时，在旋转过程中，使用传感器盒获取所述植物样本的图像，根据所述植物样本的图像获取植物样本的表型参数值，使得表型测量经济、简单、高效和准确。

附图说明

图1为本发明实施例提供的植物表型测量装置结构示意图；

图2为本发明实施例提供的植物表型测量方法流程图。

具体实施方式