CN112710663A - 一种高通量植物全生命周期表型信息的测量系统及测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种高通量植物全生命周期表型信息的测量系统及测量方法涉及的是农林植物表型特征信息测量设备技术领域，具体地说是对温室高通量植物全生命周期表型信息测量系统及测量方法。一种高通量植物全生命周期表型信息的测量系统，具有可在三维空间移动的自动化采集装置，所述自动化采集装置包括抓取装置、输送机、信息采集装置和控制器；控制器分别和抓取装置、输送机、信息采集装置信号连接；所述的输送机为皮带输送机、链板输送机或滚筒输送机；优选为皮带输送机和链板输送机，进一步优选为皮带输送机；皮带输送机的输送平稳性优于链板输送机，链板输送机的输送平稳性优于滚筒输送机；并且皮带输送机上的驱动电机所需功率小于链板输送机。
Description
技术领域
本发明一种高通量植物全生命周期表型信息的测量系统及测量方法涉及的是农林植物表型特征信息测量设备技术领域，具体地说是对温室高通量植物全生命周期表型信息测量系统及测量方法。
技术背景
植物表型指植株在特定生长条件下（不同生长环境、不同生长阶段等）所表现出的可观察的形态特征，如形状、结构、大小和颜色等，是农林生产实践过程中的重要影响因素，但由于其本身的复杂性和动态变化，导致表型研究技术发展相对滞后，成为植物新品种培养领域的发展瓶颈。传统的表型检测主要是用肉眼观察和利用简单的测量工具测量植物表型性状特征，缺乏规范化的表征，无法满足农林生产实践的实际需求；所以有必要设计出一种新的设备来满足测量植物表型性状特征的使用需求。
发明内容
本发明有鉴于此，提供了一种高通量植物全生命周期表型信息的测量系统，利用本发明一种高通量植物全生命周期表型信息的测量系统有助于加速育种进展，并逐步应用于农林植物生产管理乃至智能喷雾机械的优化设计，具有良好的使用和推广价值。
一种高通量植物全生命周期表型信息的测量系统，具有可在三维空间移动的自动化采集装置，所述自动化采集装置包括抓取装置、输送机、信息采集装置和控制器；控制器分别和抓取装置、输送机、信息采集装置信号连接；
所述的输送机为皮带输送机、链板输送机或滚筒输送机；优选为皮带输送机和链板输送机，进一步优选为皮带输送机；皮带输送机的输送平稳性优于链板输送机，链板输送机的输送平稳性优于滚筒输送机；并且皮带输送机上的驱动电机所需功率小于链板输送机，并且静音性好，易维护。
所述的输送机为市售产品。
在输送机上还固定连接有支架，支架上安装有信息采集装置，信息采集装置用于采集输送机上摆放盆栽植物的生长信息。
所述的信息采集装置数量不限于一个；所述的信息采集装置包括相机，相机为可见光相机、红外相机或双目摄像机，双目摄像机为可见光和红外双目摄像机；其中可见光摄像头为基础摄像头，优选为可见光和红外双目摄像机；进一步优选地，可见光相机还包括立体相机或深度相机；信息采集装置还能够包括成像光谱仪、荧光成像仪和/或激光雷达扫描仪。
可见光相机能够获取植物冠层参数，如覆盖度、病理状况；立体相机/深度相机用于植物三维表型特征参数获取；成像光谱仪用于获取叶片和冠层的光谱数据、植物病理监测和物种识别；热成像仪用于作物害虫监测和水分胁迫响应监测、荧光成像仪用于叶片健康状态和光合参数获取；激光雷达扫描仪用于植物三维表型特征参数，如分支结构、叶片倾角、冠层结构等。
所述的支架为金属软管、H形活动支架或门形支架。
支架在为金属软管时，信息采集装置安装在金属软管顶端，能够根据需要灵活的掰折金属软管，从而灵活调节信息采集装置的高度和角度。
支架为门形支架时，以门形支架的横梁为导轨，在横梁上设置有副架，副架的上方固定安装有信息采集装置。
支架为H形活动支架时，左右两侧具有等规格的立杆，立杆垂直于水平面，在两根立杆之间套设具有能够上下滑动的横梁，立杆上等距开设有多个等距的销孔，两根立杆位于同一高度销孔内能够插放销杆，从而托住销杆上方的横梁，横梁的横截面为非圆形，在横梁上活动套设有套环，在套环上固定安装有信息采集装置；横梁的横截面为非圆形能够防止套环围绕横梁进行转动，从而保证信息采集装置的角度固定。
进一步地，在横梁的表面喷涂有长度表，从而能够根据长度表精准地调整信息采集装置在门形支架上的水平位置。
再进一步地，在副架上固定安装有电动液压推杆，电动液压推杆的顶端固定安装有信息采集装置；电动液压推杆与控制器信号连接，控制器发出电信号，从而通过电动液压推杆调节信息采集装置的高度，适合采集盆栽植物从根部到顶部不同位置的信息。
再进一步地，或在门形支架上固定安装有防抖转台，信息采集装置集成在防抖转台内，防抖转台能够与控制器信号连接，通过防抖转台能够有效地稳定信息采集装置，保证采集的信号稳定。
所述的抓取装置为机械手；机械手与控制器信号连接，通过控制器能够驱动机械手准确抓取所需的盆栽植物。
在机械手的末端还集成有可见光摄像头，可见光摄像头与控制器信号连接，通过机械手通过可见光摄像头能够判断其与盆栽植物的相对位置，从而准确抓取盆栽植物。
所述的机械手为市售的ABB、发那科或KUKA机械手。
所述的输送机数量不限于一台，优选为1台或3台。
在输送机数量为一台时，抓取装置的数量为1-2台；优选地，在抓取装置的抓取范围覆盖输送机的首尾时，抓取装置为一台，抓取装置布置在输送机侧面的中部，从而能够利用一台抓取装置将盆栽植物抓取上输送机，并取下，从而节省设备采购成本。
优选地，在输送机数量为3台时，3台输送机首尾相接成门形，抓取装置的数量为1-2台；抓取装置为两台时，最顶端输送机的顶部旁和最尾端的输送机的尾部旁分别设置有一台抓取装置；抓取装置为一台时，在首尾两台输送机之间设置有一台抓取装置，优选为一台抓取装置。
所述的控制器为单片机、工业计算机或PLC可编程控制器。
所述的控制器能通过光纤与服务器连接，用于能够将采集到的信息共享。
在每个输送机的尾端具有位置传感器，位置传感器与控制器信号连接，通过位置传感器能够检测盆栽植物的位置，引导抓取装置抓取盆栽植物。
所述的盆栽植物为利用花盆栽种的植物，在每个花盆上均设置有对应的ID信息识别码，通过图形采集装置能够准确识别每个花盆上的ID信息识别码，从而能够将每个花盆上的盆栽植物信息进行精准采集并建立相应的档案。
在自动化采集装置上还设置有温度传感器、湿度传感器和光照强度传感器中的任意一种或多种。
优选地，所述的温度传感器、湿度传感器和/或光照强度传感器安装在输送机上；进一步优选地，安装在输送机的中部；从而能够分别采集环境温度、环境湿度和光照强度，更好地针对盆栽植物在相应环境下的生长状况进行信息的采集和分析。
在输送机旁还设置有储物柜，用于放置杂物。
进一步地，所述自动化采集装置还包括电动喷雾装置，能够对目标植物喷洒雾化的农药液或肥料溶液；所述的电动喷雾装置位于输送机的一侧，或固定安装在输送机上的支架上，电动喷雾装置为市售产品，电动喷雾装置与控制器信号连接，通过控制器能够控制电动喷雾装置工作。
一种高通量植物全生命周期表型信息的测量系统的测量方法为：
步骤一、根据盆栽植物的生长时期，设置图形采集装置的位置信息；
步骤二、服务器发送开始采集目标的盆栽植物表型信息指令，机械手末端的可见光相机开始识别花盆上的ID信息，并进行定位，引导机械手进行抓取，并放置在输送机上；
步骤三、输送机载着目标的盆栽植物向前移动，当移动到设定位置，位置传感器会发出指令，输送机停止移动，此时即可进行目标的盆栽植物表型信息的采集；
步骤四、采集到的盆栽植物表型信息数据通过网络传输到服务器，服务器对接收到的植物表型数据进行处理分析并存储；
步骤五、采集完成后服务器发送指令，输送机继续前移，当采集完表型信息的盆栽植物移动到设定位置，位置传感器发出指令，机械手末端的可见光摄像头即对其进行识别并定位，引导机械手将盆栽植物搬送至苗床。
所述步骤三中，具体过程为，目标盆栽植物处在苗期时，可见光相机垂直采集植物生长图像，并将采集到的植物表型信息数据通过网络传输到服务器，服务器接收到的植物表型数据进行分析处理，同时将提取的表型信息（目标盆栽植物叶片个数、叶片长和宽以及叶片倾角）储存到指定路径；目标盆栽植物生长成高大植株时，可见光相机从不同角度采集植物生长图像，并将采集的植物表型信息数据通过网络传输到服务器，服务器首先将多角度植物生长图像进行三维重建，然后进行分析处理，同时将提取的表型信息（目标盆栽植物叶片个数、叶片长和宽以及叶片倾角等）储存到指定路径。
本发明构思巧妙、使用方便，利用本发明一种高通量植物全生命周期表型信息的测量系统有助于加速育种进展，并逐步应用于农林植物生产管理乃至智能喷雾机械的优化设计，具有良好的使用和推广价值，具有良好的使用和推广价值。
附图说明
以下将结合附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明一种高通量植物全生命周期表型信息的测量系统的立体结构示意图（输送机数量为3台，3台输送机首尾相接成门形，机械手为两只）。
图2是本发明一种高通量植物全生命周期表型信息的测量系统的侧视结构示意图（输送机数量为3台，3台输送机首尾相接成门形，机械手为两只）。
图3是本发明一种高通量植物全生命周期表型信息的测量系统的俯视结构示意图（输送机数量为3台，3台输送机首尾相接成门形，机械手为两只）。
图4是本发明一种高通量植物全生命周期表型信息的测量系统中支架为H形活动支架时的结构示意图。
具体实施方式
参照附图1-4，一种高通量植物全生命周期表型信息的测量系统，具有可在三维空间移动的自动化采集装置，所述自动化采集装置包括抓取装置2、输送机1、信息采集装置3和控制器7；控制器7分别和抓取装置2、输送机1、信息采集装置3信号连接；
所述的输送机1为皮带输送机、链板输送机或滚筒输送机；优选为皮带输送机和链板输送机，进一步优选为皮带输送机；皮带输送机的输送平稳性优于链板输送机，链板输送机的输送平稳性优于滚筒输送机；并且皮带输送机上的驱动电机所需功率小于链板输送机，并且静音性好，易维护。
所述的输送机1为市售产品。
在输送机1上还固定连接有支架，支架上安装有信息采集装置3，信息采集装置3用于采集输送机1上摆放盆栽植物4的图像信息。
所述的信息采集装置3数量不限于一个；所述的信息采集装置3包括相机，相机为可见光相机、红外相机或双目摄像机，双目摄像机为可见光和红外双目摄像机；其中可见光摄像头为基础摄像头，优选为可见光和红外双目摄像机；进一步优选地，可见光相机还包括立体相机或深度相机；信息采集装置还能够包括成像光谱仪、荧光成像仪和/或激光雷达扫描仪。
可见光相机能够获取植物冠层参数，如覆盖度、病理状况；立体相机/深度相机用于植物三维表型特征参数获取；成像光谱仪用于获取叶片和冠层的光谱数据、植物病理监测和物种识别；热成像仪用于作物害虫监测和水分胁迫响应监测、荧光成像仪用于叶片健康状态和光合参数获取；激光雷达扫描仪用于植物三维表型特征参数，如分支结构、叶片倾角、冠层结构等。
所述的支架为金属软管、H形活动支架或门形支架5。
支架在为金属软管时，信息采集装置3安装在金属软管顶端，能够根据需要灵活的掰折金属软管，从而灵活调节信息采集装置3的高度和角度。
支架为门形支架5时，以门形支架5的横梁5-1为导轨，在横梁5-1上设置有副架6，副架6的上方固定安装有信息采集装置3。
支架为H形活动支架时，左右两侧具有等规格的立杆5-2，立杆5-2垂直于水平面，在两根立杆5-2之间套设具有能够上下滑动的横梁5-1，立杆5-2上等距开设有多个等距的销孔5-3，两根立杆5-2位于同一高度销孔5-3内能够插放销杆，从而托住销杆上方的横梁5-1，横梁5-1的横截面为非圆形，在横梁5-1上活动套设有套环5-4，在套环5-4上固定安装有信息采集装置3；横梁5-1的横截面为非圆形能够防止套环围绕横梁5-1进行转动，从而保证信息采集装置3的角度固定。
进一步地，在横梁5-1的表面喷涂有长度表，从而能够根据长度表精准地调整信息采集装置3在门形支架5上的水平位置。
再进一步地，在副架6上固定安装有电动液压推杆，电动液压推杆的顶端固定安装有信息采集装置3；电动液压推杆与控制器7信号连接，控制器7发出电信号，从而通过电动液压推杆调节信息采集装置3的高度，适合采集盆栽植物4从根部到顶部不同位置的信息。
再进一步地，或在门形支架5上固定安装有防抖转台，信息采集装置3集成在防抖转台内，防抖转台能够与控制器7信号连接，通过防抖转台能够有效地稳定信息采集装置3，保证采集的信号稳定。
所述的抓取装置2为机械手；机械手与控制器7信号连接，通过控制器7能够驱动机械手准确抓取所需的盆栽植物4。
在机械手的末端还集成有可见光摄像头，可见光摄像头与控制器7信号连接，通过机械手通过可见光摄像头能够判断其与盆栽植物4的相对位置，从而准确抓取盆栽植物4。
所述的机械手为市售的ABB、发那科或KUKA机械手。
所述的输送机1数量不限于一台，优选为1台或3台。
在输送机1数量为一台时，抓取装置2的数量为1-2台；优选地，在抓取装置2的抓取范围覆盖输送机1的首尾时，抓取装置2为一台，抓取装置2布置在输送机1侧面的中部，从而能够利用一台抓取装置2将盆栽植物4抓取上输送机1，并取下，从而节省设备采购成本。
优选地，在输送机1数量为3台时，3台输送机1首尾相接成门形，抓取装置2的数量为1-2台；抓取装置2为两台时，最顶端输送机1的顶部旁和最尾端的输送机1的尾部旁分别设置有一台抓取装置2；抓取装置2为一台时，在首尾两台输送机1之间设置有一台抓取装置2，优选为一台抓取装置2。
所述的控制器7为单片机、工业计算机或PLC可编程控制器。
所述的控制器7能通过光纤与服务器连接，用于能够将采集到的信息共享。
在每个输送机1的尾端具有位置传感器，位置传感器与控制器7信号连接，通过位置传感器能够检测盆栽植物4的位置，引导抓取装置抓取盆栽植物4。
所述的盆栽植物4为利用花盆栽种的植物，在每个花盆上均设置有对应的ID信息识别码，通过图形采集装置3能够准确识别每个花盆上的ID信息识别码，从而能够将每个花盆上的盆栽植物4信息进行精准采集并建立相应的档案。
在自动化采集装置上还设置有温度传感器、湿度传感器和光照强度传感器中的任意一种或多种。
优选地，所述的温度传感器、湿度传感器和/或光照强度传感器安装在输送机1上；进一步优选地，安装在输送机1的中部；从而能够分别采集环境温度、环境湿度和光照强度，更好地针对盆栽植物4在相应环境下的生长状况进行信息的采集和分析。
在输送机1旁还设置有储物柜8，用于放置杂物。
进一步地，所述自动化采集装置还包括电动喷雾装置，能够对目标植物喷洒雾化的农药液或肥料溶液；所述的电动喷雾装置位于输送机1的一侧，或固定安装在输送机1上的支架上，电动喷雾装置为市售产品，电动喷雾装置与控制器信号连接，通过控制器能够控制电动喷雾装置工作。
一种高通量植物全生命周期表型信息的测量系统的测量方法为：
步骤一、根据盆栽植物4的生长时期，设置图形采集装置3的位置信息；
步骤二、服务器发送开始采集目标的盆栽植物4表型信息指令，机械手末端的可见光相机开始识别花盆上的ID信息，并进行定位，引导机械手进行抓取，并放置在输送机1上；
步骤三、输送机1载着目标的盆栽植物4向前移动，当移动到设定位置，位置传感器会发出指令，输送机1停止移动，此时即可进行目标的盆栽植物4表型信息的采集；
步骤四、采集到的盆栽植物4表型信息数据通过网络传输到服务器，服务器对接收到的植物表型数据进行处理分析并存储；
步骤五、采集完成后服务器发送指令，输送机1继续前移，当采集完表型信息的盆栽植物4移动到设定位置，位置传感器发出指令，机械手末端的可见光摄像头即对其进行识别并定位，引导机械手将盆栽植物4搬送至苗床。
所述步骤三中，具体过程为，目标盆栽植物4处在苗期时，可见光相机垂直采集植物生长图像，并将采集到的植物表型信息数据通过网络传输到服务器，服务器接收到的植物表型数据进行分析处理，同时将提取的表型信息（目标盆栽植物4的叶片个数、叶片长和宽以及叶片倾角）储存到指定路径；目标盆栽植物4生长成高大植株时，可见光相机从不同角度采集植物生长图像，并将采集的植物表型信息数据通过网络传输到服务器，服务器首先将多角度植物生长图像进行三维重建，然后进行分析处理，同时将提取的表型信息（目标盆栽植物4叶片个数、叶片长和宽以及叶片倾角等）储存到指定路径。
Claims (10)
1.一种高通量植物全生命周期表型信息的测量系统，其特征在于：具有可在三维空间移动的自动化采集装置，所述自动化采集装置包括抓取装置、输送机、信息采集装置和控制器；控制器分别和抓取装置、输送机、信息采集装置信号连接；
所述的输送机为皮带输送机、链板输送机或滚筒输送机；
在输送机上还固定连接有支架，支架上安装有信息采集装置，信息采集装置用于采集输送机上摆放盆栽植物的生长信息；
所述的信息采集装置数量不限于一个；所述的信息采集装置包括相机，相机为可见光相机、红外相机或双目摄像机，双目摄像机为可见光和红外双目摄像机；其中可见光摄像头为基础摄像头；可见光相机还包括立体相机或深度相机；信息采集装置还能够包括成像光谱仪、荧光成像仪和/或激光雷达扫描仪；
所述的支架为金属软管、H形活动支架或门形支架。
2.根据权利要求1所述的一种高通量植物全生命周期表型信息的测量系统，其特征在于：支架在为金属软管时，信息采集装置安装在金属软管顶端。
3.根据权利要求1所述的一种高通量植物全生命周期表型信息的测量系统，其特征在于：支架为门形支架时，以门形支架的横梁为导轨，在横梁上设置有副架，副架的上方固定安装有信息采集装置；
在横梁的表面喷涂有长度表，从而能够根据长度表精准地调整信息采集装置在门形支架上的水平位置。
4.根据权利要求3所述的一种高通量植物全生命周期表型信息的测量系统，其特征在于：在副架上固定安装有电动液压推杆，电动液压推杆的顶端固定安装有信息采集装置；电动液压推杆与控制器信号连接。
5.根据权利要求3所述的一种高通量植物全生命周期表型信息的测量系统，其特征在于：在门形支架上固定安装有防抖转台，信息采集装置集成在防抖转台内，防抖转台能够与控制器信号连接。
6.根据权利要求1所述的一种高通量植物全生命周期表型信息的测量系统，其特征在于：所述的抓取装置为机械手；机械手与控制器信号连接；
在机械手的末端还集成有可见光摄像头，可见光摄像头与控制器信号连接。
7.根据权利要求1所述的一种高通量植物全生命周期表型信息的测量系统，其特征在于：所述的输送机数为1台或3台；
在输送机数量为一台时，抓取装置的数量为1-2台；在抓取装置的抓取范围覆盖输送机的首尾时，抓取装置为一台，抓取装置布置在输送机侧面的中部；
在输送机数量为3台时，3台输送机首尾相接成门形，抓取装置的数量为1-2台；抓取装置为两台时，最顶端输送机的顶部旁和最尾端的输送机的尾部旁分别设置有一台抓取装置；抓取装置为一台时，在首尾两台输送机之间设置有一台抓取装置。
8.根据权利要求1所述的一种高通量植物全生命周期表型信息的测量系统，其特征在于：所述的控制器为单片机、工业计算机或PLC可编程控制器；
所述的控制器能通过光纤与服务器连接；
在每个输送机的尾端具有位置传感器，位置传感器与控制器信号连接；
所述的盆栽植物为利用花盆栽种的植物，在每个花盆上均设置有对应的ID信息识别码，通过图形采集装置能够准确识别每个花盆上的ID信息识别码；
在自动化采集装置上还设置有温度传感器、湿度传感器和光照强度传感器中的任意一种或多种；
所述的温度传感器、湿度传感器和/或光照强度传感器安装在输送机上。
9.一种高通量植物全生命周期表型信息的测量系统的测量方法，其特征在于：
步骤一、根据盆栽植物的生长时期，设置图形采集装置的位置信息；
步骤二、服务器发送开始采集目标的盆栽植物表型信息指令，机械手末端的可见光相机开始识别花盆上的ID信息，并进行定位，引导机械手进行抓取，并放置在输送机上；
步骤三、输送机载着目标的盆栽植物向前移动，当移动到设定位置，位置传感器会发出指令，输送机停止移动，此时即可进行目标的盆栽植物表型信息的采集；
步骤四、采集到的盆栽植物表型信息数据通过网络传输到服务器，服务器对接收到的植物表型数据进行处理分析并存储；
步骤五、采集完成后服务器发送指令，输送机继续前移，当采集完表型信息的盆栽植物移动到设定位置，位置传感器发出指令，机械手末端的可见光摄像头即对其进行识别并定位，引导机械手将盆栽植物搬送至苗床。
10.根据权利要求9所述的一种高通量植物全生命周期表型信息的测量系统的测量方法，其特征在于：所述步骤三中，目标盆栽植物处在苗期时，可见光相机垂直采集植物生长图像，并将采集到的植物表型信息数据通过网络传输到服务器，服务器接收到的植物表型数据进行分析处理，同时将提取的表型信息（目标盆栽植物叶片个数、叶片长和宽以及叶片倾角）储存到指定路径；目标盆栽植物生长成高大植株时，可见光相机从不同角度采集植物生长图像，并将采集的植物表型信息数据通过网络传输到服务器，服务器首先将多角度植物生长图像进行三维重建，然后进行分析处理，同时将提取的表型信息（目标盆栽植物叶片个数、叶片长和宽以及叶片倾角等）储存到指定路径。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113728838A (zh) * | 2021-09-22 | 2021-12-03 | 无锡职业技术学院 | 一种基于胁迫表型性状的农作物精准防控装置 |
| CN114339004A (zh) * | 2022-01-06 | 2022-04-12 | 南京林业大学 | 一种全方位采集植物多器官形态结构信息的表型平台 |
| US11465886B2 (en) * | 2018-01-03 | 2022-10-11 | Jiangsu University | Suspension rail type greenhouse comprehensive information automatic cruise monitoring device |
| DE102021113510A1 (de) | 2021-05-26 | 2022-12-01 | RoBoTec PTC GmbH | Verfahren und Vorrichtung zur automatisierten Bonitur von Pflanzen und Nährböden |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102589441A (zh) * | 2012-01-11 | 2012-07-18 | 华中科技大学 | 盆栽水稻表型参数的全自动无损测量系统及测量方法 |
| CN105547152A (zh) * | 2016-01-06 | 2016-05-04 | 上海交通大学 | 农作物表型田间高通量主动测量装置与方法 |
| CN107132228A (zh) * | 2017-06-06 | 2017-09-05 | 浙江大学 | 一种油菜全生长期信息的高通量表型研究系统 |
| CN108000594A (zh) * | 2017-12-30 | 2018-05-08 | 贵州大学 | 一种基于dsp伺服控制系统的胚芽鞘切割系统及方法 |
| CN108181311A (zh) * | 2017-12-16 | 2018-06-19 | 武汉谷丰光电科技有限公司 | 三轴机械臂式小型盆栽植株检测平台 |
| CN110260789A (zh) * | 2019-07-12 | 2019-09-20 | 南京农业大学 | 一种田间高通量作物表型监测系统及方法 |
| CN110274556A (zh) * | 2019-06-14 | 2019-09-24 | 南京林业大学 | 一种植物表型信息采集系统及提取方法 |
| CN111360818A (zh) * | 2020-01-15 | 2020-07-03 | 上海锵玫人工智能科技有限公司 | 一种通过视觉定位的机械臂控制系统 |
-
2021
- 2021-01-17 CN CN202110059015.5A patent/CN112710663A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102589441A (zh) * | 2012-01-11 | 2012-07-18 | 华中科技大学 | 盆栽水稻表型参数的全自动无损测量系统及测量方法 |
| CN105547152A (zh) * | 2016-01-06 | 2016-05-04 | 上海交通大学 | 农作物表型田间高通量主动测量装置与方法 |
| CN107132228A (zh) * | 2017-06-06 | 2017-09-05 | 浙江大学 | 一种油菜全生长期信息的高通量表型研究系统 |
| CN108181311A (zh) * | 2017-12-16 | 2018-06-19 | 武汉谷丰光电科技有限公司 | 三轴机械臂式小型盆栽植株检测平台 |
| CN108000594A (zh) * | 2017-12-30 | 2018-05-08 | 贵州大学 | 一种基于dsp伺服控制系统的胚芽鞘切割系统及方法 |
| CN110274556A (zh) * | 2019-06-14 | 2019-09-24 | 南京林业大学 | 一种植物表型信息采集系统及提取方法 |
| CN110260789A (zh) * | 2019-07-12 | 2019-09-20 | 南京农业大学 | 一种田间高通量作物表型监测系统及方法 |
| CN111360818A (zh) * | 2020-01-15 | 2020-07-03 | 上海锵玫人工智能科技有限公司 | 一种通过视觉定位的机械臂控制系统 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11465886B2 (en) * | 2018-01-03 | 2022-10-11 | Jiangsu University | Suspension rail type greenhouse comprehensive information automatic cruise monitoring device |
| DE102021113510A1 (de) | 2021-05-26 | 2022-12-01 | RoBoTec PTC GmbH | Verfahren und Vorrichtung zur automatisierten Bonitur von Pflanzen und Nährböden |
| CN113728838A (zh) * | 2021-09-22 | 2021-12-03 | 无锡职业技术学院 | 一种基于胁迫表型性状的农作物精准防控装置 |
| CN113728838B (zh) * | 2021-09-22 | 2022-06-03 | 无锡职业技术学院 | 一种基于胁迫表型性状的农作物精准防控装置 |
| CN114339004A (zh) * | 2022-01-06 | 2022-04-12 | 南京林业大学 | 一种全方位采集植物多器官形态结构信息的表型平台 |
| CN114339004B (zh) * | 2022-01-06 | 2024-03-29 | 南京林业大学 | 一种全方位采集植物多器官形态结构信息的表型平台 |
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