本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，具體是田間作物表型數(shù)據(jù)高通量采集系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

植物表型主要包括葉片表型、莖稈表型、果實(shí)表型、種子表型以及穗表型等。所涉及的具體表型參數(shù)為葉長、葉寬、葉面積、株高、莖粗、果把長度、種子萌發(fā)率、直/彎穗等。植物表型參數(shù)的分析與育種息息相關(guān)。傳統(tǒng)的田間作物表型數(shù)據(jù)的獲取主要是通過手工測量和二維影像采集結(jié)合影像數(shù)據(jù)處理分析來進(jìn)行。

手工測量可以獲取植物直徑、葉長、葉片數(shù)目等指標(biāo)，二維影像采集結(jié)合影像數(shù)據(jù)處理分析可以獲取植物的葉長、葉寬、葉面積、葉傾角等指標(biāo)。這些測量都需要花費(fèi)大量時(shí)間，測量結(jié)果準(zhǔn)確性較低，工作繁瑣，工作量大，這些缺點(diǎn)大大限制了大規(guī)模遺傳育種篩選的效率。鑒于大量的植物表型組學(xué)數(shù)據(jù)，表型信息的聯(lián)用對功能基因組學(xué)的研究意義巨大，就需要設(shè)計(jì)一種能夠準(zhǔn)確獲取作物三維表型結(jié)構(gòu)的設(shè)備。當(dāng)前的技術(shù)手段雖然已經(jīng)有了一些自動(dòng)化的數(shù)據(jù)采集設(shè)備，比如葉面積儀、高分辨率相機(jī)等，但是其采樣工作依然依賴于人工手動(dòng)操作，工作效率低且工作量大，這就為人們的使用帶來了不便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供田間作物表型數(shù)據(jù)高通量采集系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

田間作物表型數(shù)據(jù)高通量采集系統(tǒng)，包括主結(jié)構(gòu)件、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)鏈條、輪子、控制箱、電池、遙控接收裝置、轉(zhuǎn)向電機(jī)和傳感器模塊，所述輪子包括寬度調(diào)節(jié)輪、固定輪和轉(zhuǎn)向輪，驅(qū)動(dòng)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)鏈條、輪子、控制箱、電池、遙控接收裝置、轉(zhuǎn)向電機(jī)和傳感器模塊均安裝在主結(jié)構(gòu)件上，傳感器模塊包括三維激光掃描儀、高光譜相機(jī)、高分辨率CCD相機(jī)和熱紅外相機(jī)，主結(jié)構(gòu)件采用可拆式三腳架，寬度調(diào)節(jié)輪、固定輪和轉(zhuǎn)向輪分別安裝在主結(jié)構(gòu)件的三個(gè)端點(diǎn)的下端，驅(qū)動(dòng)電機(jī)和傳感器模塊均安裝在主結(jié)構(gòu)件上并且傳感器模塊位于固定輪的一側(cè)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝在轉(zhuǎn)向輪上方的主結(jié)構(gòu)件上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過驅(qū)動(dòng)鏈條與轉(zhuǎn)向輪相連，轉(zhuǎn)向電機(jī)安裝在轉(zhuǎn)向輪上端，控制箱、電池和遙控接收裝置均安裝在主結(jié)構(gòu)件上并且控制箱、電池和遙控接收裝置均位于固定輪和轉(zhuǎn)向輪之間。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：主結(jié)構(gòu)件采用鋼質(zhì)方管材質(zhì)制作，電池采用鋰離子充電電池，驅(qū)動(dòng)電機(jī)和轉(zhuǎn)向電機(jī)均采用同步電機(jī)。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：控制箱包括控制開關(guān)、控制線路和控制箱外殼，控制開關(guān)和控制線路均安裝在控制箱外殼內(nèi)部。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：該裝置設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡單，故障率低，使用安全性和運(yùn)行穩(wěn)定性好；該裝置將三維激光掃描儀、高光譜相機(jī)、高分辨率CCD相機(jī)和熱紅外相機(jī)集成在一起，能夠同時(shí)獲取多源數(shù)據(jù)，在能夠獲取作物的多源表型及生理生化數(shù)據(jù)的同時(shí)大大降低了人員工作量，保證了高精度高效率的作物表型數(shù)據(jù)的采集，使用效果好。

附圖說明

圖1為田間作物表型數(shù)據(jù)高通量采集系統(tǒng)的立體圖。

圖2為田間作物表型數(shù)據(jù)高通量采集系統(tǒng)的俯視圖。

其中：1-主結(jié)構(gòu)件，2-驅(qū)動(dòng)電機(jī)，3-驅(qū)動(dòng)鏈條，4-控制箱，5-電池，6-遙控接收裝置，7-轉(zhuǎn)向電機(jī)，8-傳感器模塊，9-寬度調(diào)節(jié)輪，10-固定輪，11-轉(zhuǎn)向輪。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對本專利的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。

請參閱圖1-2，田間作物表型數(shù)據(jù)高通量采集系統(tǒng)，包括主結(jié)構(gòu)件1、驅(qū)動(dòng)電機(jī)2、驅(qū)動(dòng)鏈條3、輪子、控制箱4、電池5、遙控接收裝置6、轉(zhuǎn)向電機(jī)7和傳感器模塊8，所述輪子包括寬度調(diào)節(jié)輪9、固定輪10和轉(zhuǎn)向輪11，驅(qū)動(dòng)電機(jī)2、驅(qū)動(dòng)鏈條3、輪子、控制箱4、電池5、遙控接收裝置6、轉(zhuǎn)向電機(jī)7和傳感器模塊8均安裝在主結(jié)構(gòu)件1上，傳感器模塊8包括三維激光掃描儀、高光譜相機(jī)、高分辨率CCD相機(jī)和熱紅外相機(jī)，主結(jié)構(gòu)件1采用可拆式三腳架，寬度調(diào)節(jié)輪9、固定輪10和轉(zhuǎn)向輪11分別安裝在主結(jié)構(gòu)件1的三個(gè)端點(diǎn)的下端，驅(qū)動(dòng)電機(jī)2和傳感器模塊8均安裝在主結(jié)構(gòu)件1上并且傳感器模塊8位于固定輪10的一側(cè)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)2安裝在轉(zhuǎn)向輪11上方的主結(jié)構(gòu)件1上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)2通過驅(qū)動(dòng)鏈條3與轉(zhuǎn)向輪11相連，轉(zhuǎn)向電機(jī)7安裝在轉(zhuǎn)向輪11上端，控制箱4、電池5和遙控接收裝置6均安裝在主結(jié)構(gòu)件1上并且控制箱4、電池5和遙控接收裝置6均位于固定輪10和轉(zhuǎn)向輪11之間。主結(jié)構(gòu)件1采用鋼質(zhì)方管材質(zhì)制作，電池5采用鋰離子充電電池，驅(qū)動(dòng)電機(jī)2和轉(zhuǎn)向電機(jī)7均采用同步電機(jī)?？刂葡?包括控制開關(guān)、控制線路和控制箱外殼，控制開關(guān)和控制線路均安裝在控制箱外殼內(nèi)部。

本發(fā)明的工作原理是：在裝置的前端橫梁上掛載傳感器模塊8，傳感器模塊8包括三維激光掃描儀、高光譜相機(jī)、高分辨率CCD相機(jī)和熱紅外相機(jī)，在工作狀態(tài)下，主結(jié)構(gòu)件1前方的兩個(gè)輪子根據(jù)作物種植區(qū)域的寬度，可在1.5-2m范圍內(nèi)做調(diào)節(jié)，以保證傳感器模塊8可覆蓋待測作物上方，后輪為轉(zhuǎn)向輪11，可以再遙控器的控制下做前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)向及加速減速控制，小車沿作物種植方向行走，此過程中傳感器模塊8開始工作，對作物進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的采集和存儲(chǔ)。本裝置采用了三維激光掃描儀，比較于傳統(tǒng)的單純使用二維影像獲取技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的系統(tǒng)（使用相機(jī)采集作物表型數(shù)據(jù)）的技術(shù)，其具有直接獲取作物三維表型結(jié)構(gòu)的能力，且精度高，速度快，數(shù)據(jù)量大。三維激光掃描儀采用主動(dòng)測量的方式，不受環(huán)境光的干擾。該裝置將三維激光掃描儀、高光譜相機(jī)、高分辨率CCD相機(jī)和熱紅外相機(jī)集成在一起，可以進(jìn)行多源數(shù)據(jù)融合，以提取更高精度的參數(shù)。

該裝置設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡單，故障率低，使用安全性和運(yùn)行穩(wěn)定性好；該裝置將三維激光掃描儀、高光譜相機(jī)、高分辨率CCD相機(jī)和熱紅外相機(jī)集成在一起，能夠同時(shí)獲取多源數(shù)據(jù)，在能夠獲取作物的多源表型及生理生化數(shù)據(jù)的同時(shí)大大降低了人員工作量，保證了高精度高效率的作物表型數(shù)據(jù)的采集，使用效果好。

對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。