[发明专利]一种大田作物表型信息高通量对等监测装置及监测方法

摘要

本发明涉及一种大田作物表型信息高通量对等监测装置，通过电控移动小车（4）携带传感器/相机/测量仪器在试验小区（3）上方移动测试，并对测试数据进行处理分析；并且，本发明还涉及大田作物表型信息高通量对等监测装置的监测方法，可以快速获取大田作物的表型信息，并且在测试过程中，无需移动被测作物，保持了作物的自然生长状态，最大限度的降低了测试过程对作物造成的影响。如此，一方面，本发明所设计的大田作物表型信息高通量对等监测装置，可显著促进作物分子育种和植物功能基因组学的发展；另一方面，可以指导人们优化田间管理措施和作物种植结构。

主权项

1.一种大田作物表型信息高通量对等监测装置，其特征在于：包括端截面为凹口的轨道(1)、电控移动小车(4)、平衡架(8)、电源(12)、微控电脑(14)、两套下探装置、至少两个不同类型的作物监测传感器、以及至少两个不同类型的图像采集装置；其中，轨道(1)沿作物分布、水平设置于作物上方预设高度的位置，且轨道(1)的凹口向上；电控移动小车(4)的宽度、高度分别与轨道(1)上凹口内侧的宽度、高度相适应，电控移动小车(4)位于轨道(1)上凹口内进行移动，平衡架(8)水平设置于电控移动小车(4)的顶部，且平衡架(8)的两端分别位于轨道(1)的两侧；电源(12)和微控电脑(14)设置于电控移动小车(4)上，电源(12)分别为电控移动小车(4)、微控电脑(14)、各个作物监测传感器、以及各个图像采集装置进行供电；微控电脑(14)分别与电控移动小车(4)、各个作物监测传感器、各个图像采集装置相连接；两套下探装置分别包括伸缩杆(7)和电控云台(9)，微控电脑(14)分别与各套下探装置中的电控云台(9)相连接；两套下探装置中伸缩杆(7)的一端分别与平衡架(8)的两端相连接，且伸缩杆(7)竖直向下，两套下探装置中伸缩杆(7)的另一端分别与对应电控云台(9)相连接；各个作物监测传感器分设在两套下探装置中电控云台(9)的活动端；各个图像采集装置分设在两套下探装置中电控云台(9)的活动端；基于所述一种大田作物表型信息高通量对等监测装置的监测包括如下步骤：步骤001.所述微控电脑(14)控制电控移动小车(4)移动，同时由微控电脑(14)接收图像采集装置垂直俯视拍摄的近红外图像，并利用中值滤波进行降噪处理，再进行重采样，获得重采样图片；步骤002.采用阈值法针对重采样图片进行分割，提取作物冠层部分，并将其转换为二值图像；步骤003.针对二值图像进行形态学闭运算，删除二值图像中像素数不足图像总像素数1％的连通区域，更新二值图像；步骤004.利用预设经过训练的神经网络识别二值图像中完整的单株作物和残缺面积小于50％的作物，并计算二值图像中完整作物区域的重心；步骤005.筛选二值图像中位于电控移动小车(4)移动方向一侧的重心，以整幅二值图像中心点为起点，筛选的重心为终点绘制向量；步骤006.将所绘制的向量投影在电控移动小车(4)的移动方向上，把长度最短的投影向量所对应的作物作为目标待测作物，把此投影相应的长度反馈为电控移动小车(4)的移动速度；步骤007.微控电脑(14)根据投影在电控移动小车(4)移动方向上的向量、投影相应长度所反馈的电控移动小车(4)移动速度，以及目标待测作物，控制电控移动小车(4)移动，使得电控移动小车(4)移动至目标待测作物的正上方，由微控电脑(14)控制作物监测传感器和图像采集装置针对待测作物实现监测。