CN109141238A - 树皮弧面表型数据标准化监测辅助器 - Google Patents

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李铭
宋海华
陈丹
蒲佳红
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Abstract

本发明提供树皮弧面表型数据标准化监测辅助器，属于监测装置技术领域，包括主体框架，主体框架四周连接有支撑杆，支撑杆与主体框架连接处安装连接件，支撑杆的侧壁上设有竖直滑轨，竖直滑轨的上下两端设有挡块，竖直滑轨表面安装有可活动的弧面监测装置，支撑杆下方设有撑角，撑角底部活动连接滚轮。本监测器能对树皮弧面表型进行实时监测，通过构成的导轨能在二维平面内的位置任意移动，具有直接获取三维表型结构的能力。

Description

树皮弧面表型数据标准化监测辅助器
技术领域
本发明属于监测装置技术领域，具体涉及树皮弧面表型数据标准化监测辅助器。
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
本发明的目的在于提供一种树皮弧面表型数据标准化监测辅助器，能对树皮弧面表型进行实时监测，通过构成的导轨能在二维平面内的位置任意移动，具有直接获取三维表型结构的能力。
本发明为实现上述目的所采取的方案为：树皮弧面表型数据标准化监测辅助器，包括主体框架，主体框架四周连接有支撑杆，支撑杆与主体框架连接处安装连接件，支撑杆的侧壁上设有竖直滑轨，竖直滑轨的上下两端设有挡块，竖直滑轨表面安装有可活动的弧面监测装置，支撑杆下方设有撑角，撑角底部活动连接滚轮。作为优选，主体框架的下端设有相互交叉的横向滑轨与纵向滑轨，滑轨下方安装有安装支架，安装支架内部设有监测装置。作为优选，监测装置与弧面监测装置由高光谱仪、激光雷达、成像单元、网络传输模块共同组成。作为优选，成像单元包括CCD相机与热红外相机。作为优选，成像单元为1-1000000个。作为优选，网络传输模块为WIFI传输模块、蓝牙传输模块和GPRS传输模块中的一种。作为优选，CCD相机的光谱响应范围是1500nm-3000nm，镜头焦距为10mm-12mm，分辨率为4000×3000。作为优选，监测装置与弧面监测装置上设有设备供电插电口和通讯插口，且监测装置与弧面监测装置表面设有高光谱仪镜头窗口、高分辨工业相机镜头窗口、激光雷达扫描窗口、热红外相机镜头窗口，监测装置两侧设有把手。本监测辅助器可以用多种载具作为作业平台，可以稳定的挂于轨道上，也可以搭载在机动平台上，作业灵活性强，不易受到外界环境的影响，监测装置能在纵向导轨、横向导轨构成的二维平面内任意位置的移动，支撑杆上的竖直滑轨能带动弧形监测装置上下运动，具有直接获取树皮平面、弧面表型结构的能力，且速度快、精度高、数据量大，监测装置内部集成了多类型传感器，包括激光雷达、热红外相机、CCD相机以及高光谱仪，可以在计算机的同步控制下，能实现数据的同期采集、监测，相比单一的传感器数据采集方式，同时本装置具有多源数据采集能力，数据内容丰富，可用于树皮平面表型分析的同时进一步开展生化相关参数的提取计算，为树皮平面、弧面表型的标准化监测提供了更有利的支撑。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：通过滚轮可以移动本装置，能对树皮表面弧面做进一步的检测处理，通过调节成像单元的高度可以适应不同大小的植物监测，监测装置在滑轨上滑动，具有直接获取树皮表型结构的能力，且速度快，精确到高、数据量大。
本发明采用了上述技术方案提供的一种树皮弧面表型数据标准化监测辅助器，弥补了现有技术的不足，设计合理，操作方便。
附图说明
图1为本发明树皮弧面表型数据标准化监测辅助器的主视图；
图2为本发明主体框架的俯视图；
图3为本发明工作原理示意简图；
图4为本发明监测装置的内部示意图；
图5为本发明监测装置的外部结构示意图；
图6为本发明弧形监测装置的外部结构示意图。
说明书附图：1主体框架；2纵向滑轨；3横向滑轨；4安装支架；5监测装置；6支撑杆；7撑角；8滚轮；9连接件；10把手；11高分辨工业相机镜头窗口；12热红外相机镜头窗口；13激光雷达扫描窗口；14高光谱仪镜头窗口；15高光谱仪；16CCD相机；17激光雷达；18热红外相机；19网络传输模块；20成像单元；21挡块；22竖直滑轨；23弧面监测装置。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明作进一步详细描述：
实施例1：
如图1-6所示，树皮弧面表型数据标准化监测辅助器，包括主体框架1，主体框架1四周连接有支撑杆6，支撑杆6与主体框架1连接处安装连接件9，支撑杆6的侧壁上设有竖直滑轨22，竖直滑轨22的上下两端设有挡块21，竖直滑轨22表面安装有可活动的弧面监测装置23，支撑杆6下方设有撑角7，撑角7底部活动连接滚轮8。主体框架1的下端设有相互交叉的横向滑轨3与纵向滑轨2，滑轨下方安装有安装支架4，安装支架4内部设有监测装置5。监测装置5与弧面监测装置23由高光谱仪15、激光雷达17、成像单元20、网络传输模块19共同组成。成像单元20包括CCD相机16与热红外相机18。作为优选，成像单元20为1000000个。网络传输模块19为WIFI传输模块、蓝牙传输模块和GPRS传输模块中的一种。CCD相机16的光谱响应范围是2500nm，镜头焦距为11mm，分辨率为4000×3000。监测装置5与弧面监测装置23上设有设备供电插电口和通讯插口，且监测装置5与弧面监测装置23表面设有高光谱仪镜头窗口14、高分辨工业相机镜头窗口11、激光雷达扫描窗口13、热红外相机镜头窗口12，监测装置5两侧设有把手10。本监测辅助器可以用多种载具作为作业平台，可以稳定的挂于轨道上，也可以搭载在机动平台上，作业灵活性强，不易受到外界环境的影响，监测装置能在纵向导轨、横向导轨构成的二维平面内任意位置的移动，支撑杆上的竖直滑轨能带动弧形监测装置上下运动，具有直接获取树皮平面、弧面表型结构的能力，且速度快、精度高、数据量大，监测装置内部集成了多类型传感器，包括激光雷达、热红外相机、CCD相机以及高光谱仪，可以在计算机的同步控制下，能实现数据的同期采集、监测，相比单一的传感器数据采集方式，同时本装置具有多源数据采集能力，数据内容丰富，可用于树皮平面表型分析的同时进一步开展生化相关参数的提取计算，为树皮平面、弧面表型的标准化监测提供了更有利的支撑。
实施例2：
如图1-6所示，树皮弧面表型数据标准化监测辅助器集成了包括激光雷达、热红外相机、CCD相机以及高光谱仪四种传感器以及中控计算机，四种传感器与中控计算机相连接，操作人员通过操控端PC以无线访问的模式实现对四个传感器的数据采集、监测。设备上电之后，各个传感器激活，客户端计算机通过无线网络与传感器中控计算机进行通讯，客户端通过远控实现传感器的初始化并开始进行数据采集、监测，设备在载具平台（可以是田间机动车也可以是人力车等）的运动带动下，实现对一侧植物的数据采集及监测。
上述实施例1、2中的常规操作为本领域技术人员所熟知，在此不进行赘述。
以上所述的实施例对本发明的技术方案进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替代等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.树皮弧面表型数据标准化监测辅助器，包括主体框架（1），其特征在于：所述主体框架（1）四周连接有支撑杆（6），所述支撑杆（6）与主体框架（1）连接处安装连接件（9），所述支撑杆（6）的侧壁上设有竖直滑轨（22），所述竖直滑轨（22）的上下两端设有挡块（21），所述竖直滑轨（22）表面安装有可活动的弧面监测装置（23），所述支撑杆（6）下方设有撑角（7），所述撑角（7）底部活动连接滚轮（8）。
2.根据权利要求1所述的树皮弧面表型数据标准化监测辅助器，其特征在于：所述主体框架（1）的下端设有相互交叉的横向滑轨（3）与纵向滑轨（2），所述滑轨下方安装有安装支架（4），所述安装支架（4）内部设有监测装置（5）。
3.根据权利要求1、2所述的树皮弧面表型数据标准化监测辅助器，其特征在于：所述监测装置（5）与弧面监测装置（23）由高光谱仪（15）、激光雷达（17）、成像单元（20）、网络传输模块（19）共同组成。
4.根据权利要求3所述的树皮弧面表型数据标准化监测辅助器，其特征在于：所述成像单元（20）包括CCD相机（16）与热红外相机（18）。
5.根据权利要求3所述的树皮弧面表型数据标准化监测辅助器，其特征在于：所述成像单元（20）为1-1000000个。
6.根据权利要求3所述的树皮弧面表型数据标准化监测辅助器，其特征在于：所述网络传输模块（19）为WIFI传输模块、蓝牙传输模块和GPRS传输模块中的一种。
7.根据权利要求4所述的树皮弧面表型数据标准化监测辅助器，其特征在于：所述CCD相机（16）的光谱响应范围是1500nm-3000nm，镜头焦距为10mm-12mm，分辨率为4000×3000。
8.根据权利要求1、2所述的树皮弧面表型数据标准化监测辅助器，其特征在于：所述监测装置（5）与弧面监测装置（23）上设有设备供电插电口和通讯插口，且监测装置（5）与弧面监测装置（23）表面设有高光谱仪镜头窗口（14）、高分辨工业相机镜头窗口（11）、激光雷达扫描窗口（13）、热红外相机镜头窗口（12），所述监测装置（5）两侧设有把手（10）。
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