[发明专利]一种植物表型信息提取方法

说明书

本发明公开了一种植物表型信息提取方法，属于植物表型信息采集设备领域。本发明的植物表型信息提取方法，利用采集装置进行植物表型信息采集，通过控制可见光相机的拍摄时间，提取植物全空间内多角度的图像，并计算其平均值，最小化了光照不一致对不同图像的影响，降低了由于枝条和叶片遮挡或叶片的空间伸展卷曲等而给叶面积、株高和基径等表型参数测量带来的误差。

技术领域

本发明涉及植物表型信息采集设备技术领域，更具体地说，涉及一种植物表型信息提取方法。

背景技术

植物表型是指受基因和环境决定或影响的复杂植物性状，包括生长、发育、耐性、抗性、生理、结构、产量等表现出的形态结构和生理生化参数。可测量形态结构表型参数包括植物高度、基径、叶特征、枝条特征、果实特征等。表型是对植物的形态、结构、物理、化学和生物特征从宏观到微观的系统测量和表征。

可测量形态结构表型参数最为典型的是株高、基径、叶面积。株高和基径代表着植物的长势、活力、生长速度等情况。叶片是植物进行光合作用从而制造氧气、合成营养物质的主要器官，是植物进行蒸腾作用从而提供根从外界吸收和运输水分动力的主要途径，叶片的面积会影响光截获、表面蒸发、光合作用以及生长量，因此，叶面积是与产量关系最密切、变化最大，同时又是通过增产措施较易控制的一个因素。

植物表型具有复杂性、受环境影响多变及全程动态变化等特性，传统的表型信息依靠手工测量方式进行，如株高采用卷尺测定，基径采用游标卡尺测定、叶片的面积采用离体摘取后的方格计数法测定，即将叶片放置于水平面上，用透明方格纸覆盖，通过统计叶内格点数和叶边缘的格点数的方法计算叶片的面积。因此，传统手工测量表型信息的方法存在着规模小、效率低、精度差、误差多、连续性弱、破坏性强等问题。

在植物的形态结构表型测量中，利用可见光相机从单一角度固定不动地采集形态表型信息简单便捷，但会存在枝叶遮挡、单一角度投影值不准确、叶面积等信息计算误差大等问题。因此，通常采用基于传送带或旋转盘的植物运动而可见光相机固定的方式获取不同角度植物的形态结构信息，并经过算法处理提取相关的表型参数；但传送带的搬移或转盘的旋转会导致植物尤其是叶片微小、茎杆细长类型植物的器官抖动，影响植物形态结构表型信息采集的质量，使得图像的噪音过大，影响对植物表型信息的采集和分析。

一般可以通过旋转装置控制可见光相机围绕植物转动来实现植物表型信息的多角度采集，如发明创造名称为一种植物表型采集装置的中国专利文件(申请号为2018213848722)，该申请案的支撑底座上设有旋转机构，旋转机构包括固定在支撑底座上的安装筒和套设在安装筒外侧可旋转的旋转筒；旋转筒上设有至少一个侧翼板，侧翼板的侧面连接有组装支架，该组装支架上设置有用于采集植物表型信息的采集设备。使用上述方案在对所获得的图像进行分析时，采用的是植物放置在中间进行旋转、传感器固定的方式，这种表型信息采集方式会导致植物尤其是叶片微小、茎杆细长类植物的器官抖动，从而带来图像噪音，影响测量效果。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种植物表型信息提取方法，利用采集系统对植物表型信息进行提取，无破坏性、不影响植物生长、快捷高效、精准度高、采集效果较好。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种植物表型信息提取方法，利用植物表型信息采集系统对植物的表型信息进行采集，采集系统包括，

承载台，用于放置植物；

信息采集装置，所述信息采集装置包括可见光相机和调节机构，所述可见光相机设置在调节机构上端，且可见光相机朝向承载台，用于采集植物的表型信息；