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[發明專利]一種用于田間作物表型獲取與分析的移動表型艙有效

專利信息
申請號: 202010077474.1 申請日: 2020-01-29
公開(公告)號: CN111165228B 公開(公告)日: 2021-10-08
發明(設計)人: 姜東;傅秀清;吳劼;周國棟;丁艷鋒;毛江美 申請(專利權)人: 南京慧瞳作物表型組學研究院有限公司;南京農業大學
主分類號: A01G9/16 分類號: A01G9/16;A01G9/14;A01G9/24;A01G31/02;A01G31/06;G01D21/02;A01G7/04
代理公司: 南京北辰聯和知識產權代理有限公司 32350 代理人: 衛麟
地址: 211226 江蘇省*** 國省代碼: 江蘇;32
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摘要:
搜索關鍵詞: 一種 用于 田間 作物 表型 獲取 分析 移動
【權利要求書】:

1.一種用于田間作物表型獲取與分析的移動表型艙,其特征在于,包括:

根系監測系統(I),其埋設在大田(10)中作物根系生長區域,所述根系監測系統(I)中至少接近作物根系生長區域的一側為透明材質,所述根系監測系統(I)內還設置有地下表型獲取設備,所述地下表型獲取設備沿透明材質在作物根系生長區域移動,掃描獲取接近透明材質生長的作物根系的表型數據;

表型艙框架系統(II),其包括設置在根系監測系統(I)邊緣的水封裝置,所述水封裝置上設置有橫跨大田(10)的表型艙框架,所述表型艙框架的外側覆蓋有陽光板,所述陽光板封閉所述表型艙,所述表型艙框架的下側與水封裝置之間設置有運行機構,所述運行機構驅動所述表型艙框架沿根系監測系統(I)邊緣平移,所述表型艙在平移方向的兩端還分別設置有數控艙門,所述數控艙門開啟以供大田(10)中作物及地上設備通過數控艙門,所述數控艙門關閉以封閉所述表型艙框架、在表型艙框架內部形成封閉可控的作物生長環境;

艙內五維數據采集系統,其包括艙內五維數據采集行車、第一方向滑動導軌、滑輪、第二方向滑動導軌、小車機構、伸縮架、可調平臺和圖像采集設備集成平臺,其中,所述艙內五維數據采集行車通過滑輪搭載于第一方向滑動導軌上,在運動系統的控制下,沿第一方向在表型艙內移動;所述小車機構搭載于第二方向滑動導軌上,根據圖像采集要求,調節圖像采集設備在第二方向上的位置;所述伸縮架懸掛在所述小車機構上,以根據圖像采集需求,通過伸縮架調節拍攝高度;所述可調平臺包括回轉機構和電機,根據成像需求實時調節所述圖像采集設備集成平臺的拍攝角度,實現對田間作物的360°拍攝,采集田間作物的圖像;所述圖像采集設備集成平臺根據植物莖葉等器官的俯視圖表型數據的獲取需求實時控制五維數據采集行車,實現對多組植物俯視圖表型數據的獲取;

環境控制系統(IV),其設置在表型艙框架系統(II)上,包括與表型艙框架固定連接的溫度控制系統、氣體濃度控制系統、濕度控制系統,還包括設置在表型艙框架頂部固定在陽光板內側以及設置在根系監測系統(I)外側的輔助光照系統,所述溫度控制系統、氣體濃度控制系統、濕度控制系統分別調控表型艙框架內作物生長環境中的溫度、氣體濃度和濕度,所述輔助光照系統增加或減少表型艙框架內作物生長環境中的光照強度和/或光照時間;數據采集行車(V),其包括設置在根系監測系統(I)邊緣的行車導軌,所述行車導軌平行于所述水封裝置,所述行車導軌上架設有橫跨大田(10)的行車主體,所述行車主體上活動連接有調節機構,所述調節機構的下部設置有地上表型獲取設備,所述地上表型獲取設備隨同行車主體在大田(10)間移動并沿行車主體調節至適當位置獲取大田中作物的地上表型數據。

2.如權利要求1所述的用于田間作物表型獲取與分析的移動表型艙,其特征在于,所述根系監測系統(I)包括埋設在大田(10)中包圍作物根系生長區域邊緣的根系檢測通道(4)、穿插設置在根系檢測通道(4)之間的根管組以及分別設置在根系檢測通道(4)和根管組內的地下表型獲取設備;

其中,

所述根系檢測通道(4)沿第一方向埋設在作物根系生長區域邊緣,所述根系檢測通道(4)中接近作物根系生長區域一側的側壁上設置有玻璃視窗(1),根系檢測通道(4)底部的中間位置沿第一方向設置有向上凸的軌道(5),根系檢測通道(4)內的地下表型獲取設備為RGV小車(41);

所述RGV小車(41),其底座上設置有與所述軌道(5)配合的導向槽和行走輪,所述行走輪驅動所述RGV小車(41)沿第一方向設置的所述軌道(5)移動,采集玻璃視窗(1)內作物根系沿第一方向分布的各類表型數據;

所述根管組,其包括有分別垂直于所述第一方向排列的多組根管,每一組中均分別包括垂直于所述第一方向分別水平設置在作物根系生長區域內不同深度的多根,各根根管之間相互平行,根管內的地下表型獲取設備為監測儀(6),各監測儀(6)分別在所述根管(2)內水平移動并沿根管的周向旋轉,拍攝各根管沿線360°范圍內作物根系的分布狀況各組根管。

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