CN108802031A - 龙门式小型盆栽植株检测平台 - Google Patents

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杨万能
黄成龙
刘立豪
冯慧
叶军立
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Abstract

本发明涉及一种龙门式小型盆栽植株检测平台，适用于农业科研人员在苗期植物或小型植株的表型研究中自动无损提取植株数据参数。国内外已出现了一些针对全时期植株检测的产品，但是这些设备体积较大，而且在盆栽植物较小时得不到较好的检测效果，因此一些需要进行苗期植物或小型植株的表型研究对此提出了需求。本发明设计了一种龙门式小型盆栽植株检测平台，运用龙门式三维直线模组带动相机移动，减小了植物表型检测平台的体积，提高了盆栽植株参数检测效率，并针对苗期植物和小型植株拥有良好的检测效果。

Description

龙门式小型盆栽植株检测平台
技术领域
本发明涉及一种植物表型研究检测及控制设备，具体涉及一种龙门式小型盆栽植株检测平台，对小型盆栽植株进行无损检测。
背景技术
现如今我国正在开展农作物表型参数自动化获取和分析平台的研发，可降低现代育种研究成本，减少农作物育种周期，具有很多的科研价值和社会经济效益。在此背景前提下，国内外已出现了一些针对全时期植株检测的产品，但是这些设备体积较大，而且在盆栽植物较小时得不到较好的检测效果，因此一些需要进行苗期植物或小型植株的表型研究对此提出了需求。本发明设计了一种龙门式小型盆栽植株检测平台，减小了植物表型检测平台的体积，提高了盆栽植株参数检测效率。
发明内容
鉴于现有的植物表型平台体积过于庞大，对植物苗期和小型植株的检测效果不理想。
本发明所采用的技术方案是：盆栽植株成组排列在推车上，按需要将盆栽植株推送至培育点或检测室内，降低了人工的搬运劳动强度；检测室中运用龙门式三维直线模组，可灵活控制相机的拍摄位置，一次检测可对多组盆栽植株的表型数据参数进行自动化获取，提高了空间利用率，并提高了检测效率；针对苗期植物和小型植株，相机可以自动位移到适当的位置，对盆栽植株进行表型参数获取，可获得较好的检测效果；在X轴的直线模组拥有五个光电开关，其中两个在X轴直线模组的两端，作为限位开关，另外三个为三个区域的定位开关，分别可对应三个推车所在的区域，使用LabVIEW编程，提供操作界面，按需要在操作界面上选取检测的区域，检测操作人机交互性好。
附图说明
图1龙门式小型盆栽植株检测平台示意图。
图2龙门式三维直线模组示意图
图中1.光源，2.龙门式三维直线模组，3.相机，4.盆栽植株，5.推车，6.电控柜，7.PC工作站。
具体实施方式
龙门式小型盆栽植株检测平台的具体实施方案为：
1.本龙门式小型盆栽植株检测平台拥有高精度龙门式三维直线模组，本三维模组采用同步带传动，减小轴端跳动，增加长距离传动的平稳性。其中X轴3000mm，Y轴1500mm，Z轴500mm，行程速度500mm/s，重复定位精度±0.05mm，负载10kg；
2.三维模组拥有两个X轴直线模组，一个Y轴直线模组和一个Z轴直线模组，两个X轴有效减小了偏心力矩，增强整体的稳定性，轴X1和轴X2之间有同步轴，减小偏移量，提高定位精度；
3.直线模组采用伺服电机，由于伺服电机是闭环控制，因此能精确控制转动，从而实现精确的定位；
4.可编程逻辑控制器，通过PLC输出信号给伺服驱动器，从而控制三维模组伺服电机的运动，可靠性高；
5.光源：提供可见光成像所需光照强度。
6.可见光高分辨相机：获取反射光RGB面阵列图像，该图像包含盆栽植株顶视的表面信息。
7.基于LabVIEW编写的程序，能通过识别相机拍摄的照片判断相机与盆栽植株顶部的距离，反馈调节Z轴直线模组的平移台，获得较好的拍摄距离，得到良好的检测效果。
方案实施例子：将推车乘载所需要检测的盆栽植株推入检测室，关闭检测门，在PC工作站中选取需要拍摄的区域，电脑发送信号给PLC，之后PLC输出指令给伺服驱动器，控制伺服电机旋转，X轴直线模组工作，Y轴和Z轴跟随X轴平移台移动，当到达第二个接触开关时，开始测量第一个区域的盆栽植株，Y轴直线模组开始工作，平移台每隔一段距离停留一次，相机拍摄照片，电脑储存相片，拍摄完毕盆栽植株后，继续移动拍摄下一个，第一列拍摄完毕后，X轴直线模组移动一段距离，开始拍摄下一列的盆栽植株，Y轴开始工作，按照这种方式工作，直到一个区域拍摄完毕，这样拍摄完所选择的区域后，XYZ三个直线模组平移台回归原点，结束工作。

Claims (2)

1.一种龙门式小型盆栽植株检测平台，包括检测系统和控制系统两个模块。检测系统包括光源(1)、龙门式三维直线模组(2)、相机(3)、推车(4)、伺服电机(5)、电控柜(6)及其他构件；控制系统包括PLC(1)、伺服驱动器(2)、PC工作站(3)、基于LabVIEW编程的操作界面(4)。其特征在于：使用龙门式三维直线模组，一次可测量多组盆栽植株，植株成像良好，具有良好的可靠性；使用推车盛放盆栽植株，降低人工搬运的劳动强度，使用弹簧推杆定位推车，具有较好的操作性；检测平台整体体积较小，测量通量较大，适用于检测苗期植物和小型植株。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于：使用可编程逻辑控制器控制龙门式三维直线模组的运动；通过LabVIEW编写操作界面，选取检测区域，存储相机拍摄图片；C++算法识别盆栽植株植株于相机的距离；通过LabVIEW，PLC和C++算法联合控制相机的移动，达到良好的控制和成像效果。
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