CN218411078U

CN218411078U - 苗床式植物表型无损检测系统

Info

Publication number: CN218411078U
Application number: CN202222270199.2U
Authority: CN
Inventors: 樊江川; 郭新宇; 杜建军; 王传宇; 温维亮; 吴升
Original assignee: Research Center of Information Technology of Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences
Current assignee: Research Center of Information Technology of Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences
Priority date: 2022-08-26
Filing date: 2022-08-26
Publication date: 2023-01-31
Anticipated expiration: 2032-08-26

Abstract

本实用新型涉及植物表型检测技术领域，提供一种苗床式植物表型无损检测系统，包括：放置架上设有苗床，苗床用于栽培植物；两个固定支架平行设置，并分别位于放置架的两端，每个固定支架与放置架垂直；滑动组件设置于一对固定支架之间，滑动组件与固定支架滑动连接；检测机构与滑动组件滑动连接，以对植物进行表型无损检测。本实用新型提供的苗床式植物表型无损检测系统，在滑动组件沿固定支架移动时，可调节检测机构与苗床之间的高度，可对不同高度的植物进行表型检测；在检测机构沿滑动组件滑动时，可使检测机构沿横向移动，进而对苗床内不同位置处的植物进行表型检测；不需要人工手动对植物进行测量，降低了工作量，提高了表型检测的效率。

Description

苗床式植物表型无损检测系统

技术领域

本实用新型涉及植物表型检测技术领域，尤其涉及一种苗床式植物表型无损检测系统。

背景技术

植物表型参数的分析与育种息息相关，传统的表型数据地获取主要是通过手工测量获得。手工测量可以获取植物的直径、叶长、叶片数目等指标。手工测量工作量大、且繁琐，需要花费大量时间，测量结果准确性也较低，大大限制了大规模遗传育种筛选的效率。

实用新型内容

本实用新型提供一种苗床式植物表型无损检测系统，用以解决现有技术中植物表型检测手工测量工作量大、效率低的缺陷。

本实用新型提供一种苗床式植物表型无损检测系统，包括：放置架，所述放置架上设有苗床，所述苗床用于栽培植物；一对固定支架，两个所述固定支架平行设置，并分别位于所述放置架的两端，每个所述固定支架与所述放置架垂直；滑动组件，设置于一对所述固定支架之间，所述滑动组件与所述固定支架滑动连接；检测机构，与所述滑动组件滑动连接，以对所述植物进行表型无损检测。

根据本实用新型提供的一种苗床式植物表型无损检测系统，所述滑动组件包括：一对滑块，每个所述滑块分别与一个所述固定支架滑动连接；滑轨，所述滑轨的两端分别与两个所述滑块连接，所述检测机构与所述滑轨滑动连接。

根据本实用新型提供的一种苗床式植物表型无损检测系统，还包括土壤检测元件，设置于所述苗床的土壤中，所述土壤检测元件用于检测土壤的有机质、pH值以及土壤中的阳离子交换量。

根据本实用新型提供的一种苗床式植物表型无损检测系统，还包括：第一箱体，设置于任一所述固定支架，所述第一箱体用于容置水，所述第一箱体通过第一管路与所述苗床连通。

根据本实用新型提供的一种苗床式植物表型无损检测系统，还包括：第二箱体，与所述第一箱体设置于同一所述固定支架，所述第二箱体与所述第一箱体连通，所述第二箱体用于容置营养液。

根据本实用新型提供的一种苗床式植物表型无损检测系统，还包括：第三箱体，与所述第一箱体设置于同一所述固定支架，所述第三箱体位于所述第一箱体与所述苗床之间，所述第三箱体与所述第一箱体通过第二管路连通，所述第三箱体与所述苗床通过第三管路连通；泵，设置于所述第二管路。

根据本实用新型提供的一种苗床式植物表型无损检测系统，还包括：控制器，所述控制器与所述泵电性连接。

根据本实用新型提供的一种苗床式植物表型无损检测系统，还包括：控制箱，设置于所述固定支架；图像采集模块和标定模块，设置于所述控制箱内，所述图像采集模块以及所述标定模块均与所述检测机构电性连接。

根据本实用新型提供的一种苗床式植物表型无损检测系统，还包括：图像预处理模块、形态特征提取模块和颜色提取模块，所述图像预处理模块、所述形态特征提取模块以及所述颜色提取模块均设置于所述控制箱内，所述图像预处理模块、所述形态特征提取模块以及所述颜色提取模块均与所述图像采集模块电性连接。

根据本实用新型提供的一种苗床式植物表型无损检测系统，还包括：数据管理模块，设置于所述控制箱内，所述数据管理模块与所述图像采集模块电性连接；通讯模块，设置于所述控制箱内，所述通讯模块与所述数据管理模块电性连接。

本实用新型提供的苗床式植物表型无损检测系统，通过设置固定支架和滑动组件，在滑动组件沿固定支架移动时，可调节检测机构与苗床之间的高度，可对不同高度的植物进行表型检测；在检测机构沿滑动组件滑动时，可使检测机构沿横向移动，进而对苗床内不同位置处的植物进行表型检测；本实用新型提供的苗床式植物表型无损检测系统，不需要人工手动对植物进行测量，即可获取植物的图像信息，降低了工作量，提高了表型检测的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的苗床式植物表型无损检测系统的结构示意图；

图2是图1中示出的控制箱的内部结构示意图；

附图标记：

10：放置架；20：固定支架；31：滑块；32：滑轨；40：检测机构；41：CCD相机；51：第一箱体；52：第二箱体；53：第三箱体；54：泵；55：第二管路；56：第三管路；60：苗床；70：土壤检测元件；80：控制箱；81：电源模块；82：灯光模块；811：图像采集模块；812：图像预处理模块；813：标定模块；814：形态特征提取模块；815：颜色提取模块；816：数据管理模块；817：通讯模块；8121：图像分割单元；8122：图像去噪单元；8123：边缘检测单元；8141：面积采集单元；8142：株高采集单元；8143：叶柄夹角采集单元；8151：RGB提取单元；8152：HIS提取单元。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

下面结合图1和图2描述本实用新型的苗床式植物表型无损检测系统。

如图1所示，在本实用新型的一个实施例中，苗床式植物表型无损检测系统包括：放置架10、一对固定支架20、滑动组件、检测机构40和苗床60。放置架10上设有苗床60，苗床60用于栽培植物。两个固定支架20平行设置，并分别位于放置架10的两端，每个固定支架20与放置架10垂直。滑动组件设置于一对固定支架20之间，滑动组件与固定支架20滑动连接。检测机构与滑动组件连接，以对植物进行表型无损检测。

具体来说，放置架10上设置有苗床60，苗床60内填充土壤，用于栽培植物。苗床60位于一对固定支架20之间，检测机构40包括CCD相机41，CCD相机41用于获取植物的图像信息。具体地，滑动组件可沿固定支架20滑动，进而可以调节滑动组件与苗床60之间的高度，以对不同高度的植物进行图像采集。滑动组件位于一对固定支架20之间，当检测机构40沿滑动组件滑动时，可采集苗床60内不同位置处的植物的图像信息。

本实用新型实施例提供的苗床式植物表型无损检测系统，通过设置固定支架和滑动组件，在滑动组件沿固定支架移动时，可调节检测机构与苗床之间的高度，可对不同高度的植物进行表型检测；在检测机构沿滑动组件滑动时，可使检测机构沿横向移动，进而对苗床内不同位置处的植物进行表型检测；本实用新型实施例提供的苗床式植物表型无损检测系统，不需要人工手动对植物进行测量，即可获取植物的图像信息，降低了工作量，提高了表型检测的效率。

进一步地，如图1所示，在本实用新型的实施例中，滑动组件包括：一对滑块31和滑轨32。每个滑块31分别与一个固定支架20滑动连接，滑轨32的两端分别与两个滑块31连接，检测机构40与滑轨32滑动连接。

具体来说，每个固定支架20上开设有滑槽，两个滑槽相对设置，每个滑块31可沿滑槽滑动，在滑块31沿滑槽滑动时可带动滑轨32沿纵向移动，进而调节检测机构40与苗床60之间的距离。检测机构40可沿滑轨32在横向移动，以使检测机构40可沿苗床60的长度方向移动，进而对苗床60内不同位置的植物进行图像采集。

进一步地，苗床式植物表型无损检测系统还包括多个驱动机构，驱动机构用于驱动滑块31和检测机构40运动。

如图1所示，在本实用新型的实施例中，苗床式植物表型无损检测系统还包括土壤检测元件70。土壤检测元件70设置于苗床60内的土壤中，具体地，土壤检测元件70包括：土壤有机质检测模块、土壤pH值检测模块和土壤阳离子交换量检测模块。土壤有机质检测模块用于检测土壤中的有机质，土壤pH值检测模块用于检测土壤的pH值，土壤阳离子交换量检测模块用于检测土壤中的阳离子交换量。

如图1所示，在本实用新型的实施例中，苗床式植物表型无损检测系统还包括第一箱体51。第一箱体51设置于任一固定支架20，第一箱体51用于容置水，第一箱体51通过第一管路与苗床60连通。具体来说，第一箱体51用于为苗床60提供水分。

进一步地，苗床式植物表型无损检测系统还包括第二箱体52。第二箱体52与第一箱体51设置于同一固定支架20，第二箱体52与第一箱体51连通，第二箱体52用于容置营养液。

进一步地，苗床式植物表型无损检测系统还包括第三箱体53和泵54。第三箱体53与第一箱体51设置于同一固定支架20，第三箱体53位于第一箱体51的下方，第三箱体53与第一箱体51通过第二管路55连通，第三箱体53与苗床60通过第三管路56连通。泵54设置于第二管路55。

具体来说，第一箱体51内容置水，第二箱体52内容置营养液，水与营养液在第三箱体53内混合均匀，并通过第三管路56输送至苗床60内。进一步地，第二管路55上设置有泵54，泵54用于控制第一箱体51与第三箱体53导通或关断。

进一步地，在本实用新型的实施例中，苗床式植物表型无损检测系统还包括控制器，控制器与泵54通过导线连接，控制器用于控制泵54的启闭。

如图1和图2所示，在本实用新型的实施例中，苗床式植物表型无损检测系统还包括控制箱80。控制箱80设置于固定支架20上，控制箱80内设置有图像采集模块811和标定模块813。图像采集模块811和标定模块813与检测机构40电性连接。

具体来说，图像采集模块811与CCD相机41通过信号线连接，标定模块813也与CCD相机41通过信号线连接。

如图2所示，控制箱80内还设置有图像预处理模块812、形态特征提取模块814和颜色提取模块815。图像预处理模块812、形态特征提取模块814以及颜色提取模块815均与图像采集模块811电性连接。

具体来说，检测机构40沿滑轨32滑动时可对苗床60上的植物进行扫描拍摄，拍摄的图像信息经过图像预处理模块812、形态特征提取模块814和颜色提取模块815进行处理后，采集到植物的叶片面积信息、株高信息、叶柄夹角信息以及叶片红色分量、绿色分量，比对标准叶片红色分量、绿色分量的偏差，可以预测出叶片含氮量，实现了对苗床60的植物的特征参数的无损检测。

具体地，图像预处理模块812包括：图像分割单元8121、图像去噪单元8122和边缘检测单元8123。图像预处理模块812用于将图像采集模块811采集的图像信息进行分割、去噪以及边缘检测。形态特征提取模块814包括：面积采集单元8141、株高采集单元8142和叶柄夹角采集单元8143。形态特征提取模块814用于对图像采集模块811采集的图像提取面积信息、株高信息以及叶柄夹角信息。颜色提取模块815包括：RGB提取单元8151和HIS提取单元8152。其中，RGB提取单元8151用于提取叶片的红光分量、绿光分量和蓝光分量，HIS提取单元8152用于提取图像的色调、饱和度以及亮度。

进一步地，控制箱80内还设置有电源模块81和灯光模块82，电源模块81为各模块提供电力，灯光模块82与控制箱80上的指示灯连接。控制箱80内还设置有数据管理模块816和通讯模块817。图像采集模块811采集的图像信息以及土壤检测元件70检测到的数据通过通讯模块817传输至数据管理模块816。

本实用新型实施例提供的苗床式表型自动化无损检测系统，通过设置图像采集模块、图像预处理模块、形态特征提取模块和颜色提取模块，可采集到植物的叶片面积信息、株高信息、叶柄夹角信息以及叶片红色分量、绿色分量，比对标准叶片红色分量、绿色分量的偏差，预测叶片含氮量，实现了对苗床的植物的特征参数的无损检测，降低了工作人员的工作量，同时提高了植物表型检测的精度。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种苗床式植物表型无损检测系统，其特征在于，包括：

放置架，所述放置架上设有苗床，所述苗床用于栽培植物；

一对固定支架，两个所述固定支架平行设置，并分别位于所述放置架的两端，每个所述固定支架与所述放置架垂直；

滑动组件，设置于一对所述固定支架之间，所述滑动组件与所述固定支架滑动连接；

检测机构，与所述滑动组件滑动连接，以对所述植物进行表型无损检测。

2.根据权利要求1所述的苗床式植物表型无损检测系统，其特征在于，所述滑动组件包括：

一对滑块，每个所述滑块分别与一个所述固定支架滑动连接；

滑轨，所述滑轨的两端分别与两个所述滑块连接，所述检测机构与所述滑轨滑动连接。

3.根据权利要求1所述的苗床式植物表型无损检测系统，其特征在于，还包括土壤检测元件，设置于所述苗床的土壤中，所述土壤检测元件用于检测土壤的有机质、pH值以及土壤中的阳离子交换量。

4.根据权利要求1所述的苗床式植物表型无损检测系统，其特征在于，还包括：

第一箱体，设置于任一所述固定支架，所述第一箱体用于容置水，所述第一箱体通过第一管路与所述苗床连通。

5.根据权利要求4所述的苗床式植物表型无损检测系统，其特征在于，还包括：

第二箱体，与所述第一箱体设置于同一所述固定支架，所述第二箱体与所述第一箱体连通，所述第二箱体用于容置营养液。

6.根据权利要求5所述的苗床式植物表型无损检测系统，其特征在于，还包括：

第三箱体，与所述第一箱体设置于同一所述固定支架，所述第三箱体位于所述第一箱体与所述苗床之间，所述第三箱体与所述第一箱体通过第二管路连通，所述第三箱体与所述苗床通过第三管路连通；

泵，设置于所述第二管路。

7.根据权利要求6所述的苗床式植物表型无损检测系统，其特征在于，还包括：

控制器，所述控制器与所述泵电性连接。

8.根据权利要求1所述的苗床式植物表型无损检测系统，其特征在于，还包括：

控制箱，设置于所述固定支架；

图像采集模块和标定模块，设置于所述控制箱内，所述图像采集模块以及所述标定模块均与所述检测机构电性连接。

9.根据权利要求8所述的苗床式植物表型无损检测系统，其特征在于，还包括：

图像预处理模块、形态特征提取模块和颜色提取模块，所述图像预处理模块、所述形态特征提取模块以及所述颜色提取模块均设置于所述控制箱内，所述图像预处理模块、所述形态特征提取模块以及所述颜色提取模块均与所述图像采集模块电性连接。

10.根据权利要求8所述的苗床式植物表型无损检测系统，其特征在于，还包括：

数据管理模块，设置于所述控制箱内，所述数据管理模块与所述图像采集模块电性连接；

通讯模块，设置于所述控制箱内，所述通讯模块与所述数据管理模块电性连接。