田间作物表型数据高通量采集系统的制作方法

本实用新型涉及一种数据采集系统，具体是田间作物表型数据高通量采集系统。

背景技术：

植物表型主要包括叶片表型、茎秆表型、果实表型、种子表型以及穗表型等。所涉及的具体表型参数为叶长、叶宽、叶面积、株高、茎粗、果把长度、种子萌发率、直/弯穗等。植物表型参数的分析与育种息息相关。传统的田间作物表型数据的获取主要是通过手工测量和二维影像采集结合影像数据处理分析来进行。

手工测量可以获取植物直径、叶长、叶片数目等指标，二维影像采集结合影像数据处理分析可以获取植物的叶长、叶宽、叶面积、叶倾角等指标。这些测量都需要花费大量时间，测量结果准确性较低，工作繁琐，工作量大，这些缺点大大限制了大规模遗传育种筛选的效率。鉴于大量的植物表型组学数据，表型信息的联用对功能基因组学的研究意义巨大，就需要设计一种能够准确获取作物三维表型结构的设备。当前的技术手段虽然已经有了一些自动化的数据采集设备，比如叶面积仪、高分辨率相机等，但是其采样工作依然依赖于人工手动操作，工作效率低且工作量大，这就为人们的使用带来了不便。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供田间作物表型数据高通量采集系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

田间作物表型数据高通量采集系统，包括主结构件、驱动电机、驱动链条、轮子、控制箱、电池、遥控接收装置、转向电机和传感器模块，所述轮子包括宽度调节轮、固定轮和转向轮，驱动电机、驱动链条、轮子、控制箱、电池、遥控接收装置、转向电机和传感器模块均安装在主结构件上，传感器模块包括三维激光扫描仪、高光谱相机、高分辨率CCD相机和热红外相机，主结构件采用可拆式三脚架，宽度调节轮、固定轮和转向轮分别安装在主结构件的三个端点的下端，驱动电机和传感器模块均安装在主结构件上并且传感器模块位于固定轮的一侧，驱动电机安装在转向轮上方的主结构件上，驱动电机通过驱动链条与转向轮相连，转向电机安装在转向轮上端，控制箱、电池和遥控接收装置均安装在主结构件上并且控制箱、电池和遥控接收装置均位于固定轮和转向轮之间。

作为本实用新型进一步的方案：主结构件采用钢质方管材质制作，电池采用锂离子充电电池，驱动电机和转向电机均采用同步电机。

作为本实用新型进一步的方案：控制箱包括控制开关、控制线路和控制箱外壳，控制开关和控制线路均安装在控制箱外壳内部。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该装置设计合理，结构简单，故障率低，使用安全性和运行稳定性好；该装置将三维激光扫描仪、高光谱相机、高分辨率CCD相机和热红外相机集成在一起，能够同时获取多源数据，在能够获取作物的多源表型及生理生化数据的同时大大降低了人员工作量，保证了高精度高效率的作物表型数据的采集，使用效果好。

附图说明

图1为田间作物表型数据高通量采集系统的立体图。

图2为田间作物表型数据高通量采集系统的俯视图。

其中：1-主结构件，2-驱动电机，3-驱动链条，4-控制箱，5-电池，6-遥控接收装置，7-转向电机，8-传感器模块，9-宽度调节轮，10-固定轮，11-转向轮。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

请参阅图1-2，田间作物表型数据高通量采集系统，包括主结构件1、驱动电机2、驱动链条3、轮子、控制箱4、电池5、遥控接收装置6、转向电机7和传感器模块8，所述轮子包括宽度调节轮9、固定轮10和转向轮11，驱动电机2、驱动链条3、轮子、控制箱4、电池5、遥控接收装置6、转向电机7和传感器模块8均安装在主结构件1上，传感器模块8包括三维激光扫描仪、高光谱相机、高分辨率CCD相机和热红外相机，主结构件1采用可拆式三脚架，宽度调节轮9、固定轮10和转向轮11分别安装在主结构件1的三个端点的下端，驱动电机2和传感器模块8均安装在主结构件1上并且传感器模块8位于固定轮10的一侧，驱动电机2安装在转向轮11上方的主结构件1上，驱动电机2通过驱动链条3与转向轮11相连，转向电机7安装在转向轮11上端，控制箱4、电池5和遥控接收装置6均安装在主结构件1上并且控制箱4、电池5和遥控接收装置6均位于固定轮10和转向轮11之间。主结构件1采用钢质方管材质制作，电池5采用锂离子充电电池，驱动电机2和转向电机7均采用同步电机。控制箱4包括控制开关、控制线路和控制箱外壳，控制开关和控制线路均安装在控制箱外壳内部。

本实用新型的工作原理是：在装置的前端横梁上挂载传感器模块8，传感器模块8包括三维激光扫描仪、高光谱相机、高分辨率CCD相机和热红外相机，在工作状态下，主结构件1前方的两个轮子根据作物种植区域的宽度，可在1.5-2m范围内做调节，以保证传感器模块8可覆盖待测作物上方，后轮为转向轮11，可以再遥控器的控制下做前进、后退、转向及加速减速控制，小车沿作物种植方向行走，此过程中传感器模块8开始工作，对作物进行相关数据的采集和存储。本装置采用了三维激光扫描仪，比较于传统的单纯使用二维影像获取技术进行数据采集的系统（使用相机采集作物表型数据）的技术，其具有直接获取作物三维表型结构的能力，且精度高，速度快，数据量大。三维激光扫描仪采用主动测量的方式，不受环境光的干扰。该装置将三维激光扫描仪、高光谱相机、高分辨率CCD相机和热红外相机集成在一起，可以进行多源数据融合，以提取更高精度的参数。

该装置设计合理，结构简单，故障率低，使用安全性和运行稳定性好；该装置将三维激光扫描仪、高光谱相机、高分辨率CCD相机和热红外相机集成在一起，能够同时获取多源数据，在能够获取作物的多源表型及生理生化数据的同时大大降低了人员工作量，保证了高精度高效率的作物表型数据的采集，使用效果好。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。