阅读说明：本技术 植物表型采集装置及其采集方法 (Plant phenotype acquisition device and its acquisition method ) 是由 刘升平 肖顺夫 张�杰 张宇 李世娟 杜鸣竹 诸叶平 于 2019-08-13 设计创作，主要内容包括：本发明提供的一种植物表型采集装置及其采集方法,该植物表型采集装置可以包括：机架；环形臂,所述环形臂的上端与所述机架相铰接；且所述环形臂向下延伸并形成向下敞开的收容空间；所述收容空间用于供待采集的植物进入；且所述环形臂能相对于所述机架沿上下方向围绕所述待采集的植物转动；第一检测件,所述第一检测件设置于所述环形臂上,所述第一检测件能在所述环形臂转动时对所述待采集的植物进行检测；环形臂为弧形臂,弧形臂位于竖直平面内；弧形臂包括多个弧形杆,多个弧形杆沿周向依次排列,相邻弧形杆之间可拆卸连接。本发明提供了一种既能适用于室内、又能适用于室外的植物表型采集装置及其采集方法。(A kind of plant phenotype acquisition device and its acquisition method provided by the invention, which may include: rack；Annular arm, the upper end of the annular arm are hinged with the rack；And the annular arm extends downwardly and forms downward open accommodating space；The accommodating space is used to enter for plant to be collected；And the annular arm can surround along the vertical direction the plant rotation to be collected relative to the rack；First detection piece, first detection piece are set on the annular arm, and first detection piece can detect the plant to be collected when the annular arm rotates；Annular arm is arched arm, and arched arm is located in perpendicular；Arched arm includes multiple arcs bar, and multiple arcs bar is circumferentially arranged successively, and is detachably connected between adjacent curved rod.It not only can be suitably used for indoor the present invention provides one kind but also can be suitably used for outdoor plant phenotype acquisition device and its acquisition method.)

植物表型采集装置及其采集方法

技术领域

本发明涉及植物测量技术领域，尤其涉及一种植物表型采集装置及其采集方法。

背景技术

植物表型是受基因和环境因素决定或影响的，反映植物结构及组成、植物生长发育过程及结果的全部物理、生理、生化特征和性状。

现有技术中的植物表型采集装置一般包括旋转台。该旋转台包括外圈和内圈。该外圈可旋转地套设于内圈外。内圈的底部与支撑底板的上表面相连接。从而能将待采集的植物放置在支撑底板和内圈所形成的空间中。当外圈相对于内圈转动时，外圈上的传感器能对待采集的植物进行采集。但是由于支撑底板和内圈所形成的空间只能适用于放置盆栽。对于室外种植在土壤里的植物则无法进行检测。因此现有技术中的植物表型采集装置只能是适用于室内，而不能适用于室外。

因此，有必要提出一种植物表型采集装置及其采集方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种既能适用于室内、又能适用于室外的植物表型采集装置及其采集方法。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：一种植物表型采集装置，包括：机架；环形臂，所述环形臂的上端与所述机架相铰接；且所述环形臂向下延伸并形成向下敞开的收容空间；所述收容空间用于供待采集的植物进入；且所述环形臂能相对于所述机架沿上下方向围绕所述待采集的植物转动；第一检测件，所述第一检测件设置于所述环形臂上，所述第一检测件能在所述环形臂转动时对所述待采集的植物进行检测。

作为一种优选的实施方式，所述环形臂为弧形臂，所述弧形臂位于竖直平面内，且所述收容空间由所述弧形臂沿周向延伸所围成。

作为一种优选的实施方式，所述弧形臂包括多个弧形杆，多个所述弧形杆沿周向依次排列，相邻所述弧形杆之间可拆卸连接。

作为一种优选的实施方式，所述第一检测件为多个，多个所述第一检测件与多个所述弧形杆相对应，每个所述第一检测件设置于对应的所述弧形杆上。

作为一种优选的实施方式，其还包括：控制机构，所述控制机构与所述第一检测件相连，所述控制机构用于控制所述第一检测件的开启，以获取所述第一检测件采集的数据。

作为一种优选的实施方式，其还包括：驱动电机，所述环形臂与所述驱动电机的转轴相连，所述控制机构与所述驱动电机相连，所述控制机构用于控制所述驱动电机，以使所述驱动电机能驱动所述环形臂转动。

作为一种优选的实施方式，所述机架上设置有转台，所述转台具有沿上下方向延伸的枢轴，所述环形臂与所述枢轴传动连接；所述枢轴与所述驱动电机的转轴传动连接，所述驱动电机能在所述控制机构的控制下驱动所述枢轴转动，进而驱动所述环形臂转动。

作为一种优选的实施方式，所述环形臂上设置有光源，所述光源与所述控制机构相连，所述控制机构用于控制所述光源的开闭。

作为一种优选的实施方式，所述机架上设置有行走机构，所述行走机构用于带动所述机架移动。

作为一种优选的实施方式，所述机架上设置有高度调节机构，所述高度调节机构用于调节所述机架的高度。

作为一种优选的实施方式，所述机架包括竖直延伸的立杆和水平延伸的横杆，所述环形臂与所述横杆相铰接，所述立杆上设置有第二检测件。

根据上述的植物表型采集装置，所述第一检测件包括RGB相机、高光谱相机、多光谱相机、深度传感器、小型激光雷达热红外相机的一种或多种。

一种植物表型采集装置的采集方法，其包括：将待采集的植物通过缺口进入环形臂内；驱动环形臂转动；且在所述环形臂转动的过程中，第一检测件每隔预设的角度对所述待采集的植物进行检测；根据所述第一检测件所述检测到的数据，获取植物表型。

本申请提供的植物表型采集装置及其采集方法的有益效果是：本申请实施方式所述的植物表型采集装置及其采集方法通过设置环形臂，该环形臂与机架相铰接，且该环形臂上设置有第一检测件，使得当检测室内的盆栽时，可以将盆栽从环形臂的下方进入收容空间内；然后使环形臂转动，以使第一检测件能围绕该盆栽转动；以对待采集的植物进行检测。如此实现对室内的植物进行检测。而当检测室外种植在土壤里的植物时，可以将机架移动至室外，以使位于土壤里的植物从环形臂的下方进入收容空间内；然后使环形臂转动，以使第一检测件能围绕该待采集的植物转动；以对待采集的植物进行检测。如此实现对室外的植物进行检测。因此，本发明提供了一种既能适用于室内、又能适用于室外的植物表型采集装置及其采集方法。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明一个实施方式提供的植物表型采集装置的侧视图；

图2为图1中A部分的放大图；

图3为本发明一个实施方式提供的植物表型采集装置的另一侧视图；

图4为本发明一个实施方式提供的植物表型采集装置的主视图；

图5为本发明一个实施方式提供的植物表型采集方法的流程图。

附图标记说明：

11、机架；13、环形臂；15、缺口；17、第一检测件；19、弧形杆；21、转台；23、底框；25、枢轴；27、立杆；31、横杆；33、穿孔；35、第一柱体；37、第二柱体；39、第一通孔；41、第二通孔；43、收容空间；45、上端；47、下端；49、弧面。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图4。本申请一种实施方式提供的植物表型采集装置，其可以包括：机架11；环形臂13，所述环形臂13的上端与所述机架11相铰接；且所述环形臂13向下延伸并形成向下敞开的收容空间43；所述收容空间43用于供待采集的植物进入；且所述环形臂13能相对于所述机架11沿上下方向围绕所述待采集的植物转动；第一检测件17，所述第一检测件17设置于所述环形臂13上，所述第一检测件17能在所述环形臂13转动时对所述待采集的植物进行检测。

从以上技术方案可以看出：本申请实施方式所述的植物表型采集装置通过设置环形臂13，该环形臂13与机架11相铰接，且该环形臂13上设置有第一检测件17，使得当检测室内的盆栽时，可以将盆栽从环形臂13的下方进入收容空间43内；然后使环形臂13转动，以使第一检测件17能围绕该盆栽转动；以对待采集的植物进行检测。如此实现对室内的植物进行检测。而当检测室外种植在土壤里的植物时，可以将机架11移动至室外，以使位于土壤里的植物能从环形臂13的下方进入收容空间43内；然后使环形臂13转动，以使第一检测件17能围绕该待采集的植物转动；以对待采集的植物进行检测。如此实现对室外的植物进行检测。

在本实施方式中，机架11包括竖直延伸的立杆27。如图1所示，该机架11包括4个立杆27。且该四个立杆27分别位于矩形的四个顶点上。当然，该机架11不限于包括4个立杆27。还可以是包含其他数量的立杆27。例如只包含1个立杆27。对此本申请不做规定。

进一步地，该机架11还包括水平延伸的横杆31。例如如图1所示，该机架11包括两个横杆31。两个横杆31呈交叉设置。每个横杆31的一端与一个立杆27的上端相连。该连接方式可以是螺钉连接、螺栓连接、焊接、一体成型等。

进一步地，该机架11还包括底框23。该底框23位于立杆27的下方。如图1所示，该底框23呈矩形。该呈矩形的底框23上的每个侧边与一个立杆27相连。

在一个实施方式中，机架11上设置有行走机构，行走机构用于带动机架11移动。具体地，例如，该行走机构包括设置于底框23底部的转轮。从而通过转轮的转动能带动机架11的移动。当然，该行走机构不限于为转轮，还可以是设置于底框23底部的滑块和与滑块滑动配合的导轨。从而当滑块相对于导轨滑动时，能带动机架11移动。

在一个实施方式中，机架11上设置有高度调节机构，高度调节机构用于调节机架11的高度。具体地，例如，该机架11的立杆27包括第一柱体35和第二柱体37。例如如图3所示，该第一柱体35和第二柱体37均沿竖直方向延伸。且该第一柱体35位于第二柱体37的上方。该高度调节结构包括设置于第一柱体35上的第一通孔39、设置于第二柱体37上的第二通孔41，以及固定件。该第一通孔39与第二通孔41之一为多个。也即第一通孔39为多个。或者第二通孔41为多个。该多个可以是2个、3个、4个、5个等，对此本申请不作规定。该固定件用于穿设于一个第一通孔39和一个第二通孔41内。从而当第一通孔39为多个时，可以相对于第一柱体35沿上下方向移动第二柱体37，以使第二通孔41能分别与一个第一通孔39相对应，并使固定件穿设于第二通孔41和对应的第一通孔39内。如此完成对立杆27的高度的调节。当然，该高度调整机构不限于包括第一通孔39、第二通孔41和固定件。还可以是其他的机构。例如绑带。也即当相对于第一柱体35沿上下方向移动第二柱体37时，可以通过绑带固定第一柱体35和第二柱体37，以调节立杆27的高度。

进一步地，立杆27上设置有第二检测件。具体地，该第二检测件包括RGB相机、高光谱相机、多光谱相机、深度传感器、小型激光雷达热红外相机的一种或多种。从而通过第二检测件能对待采集的植物进行检测，以增加待采集的植物的数据。

在本实施方式中，环形臂13整体上呈半月形。该环形臂13沿周向延伸围成收容空间43。例如如图1所示，呈半月形的环形臂13位于竖直平面内。当然该环形臂13不限于为半月形。还可以是呈环形。该呈环形的环形臂13在上下方向上呈螺旋延伸并形成收容空间43。进一步地，该环形臂13可以为弧形臂。当然该环形臂13也可以不为弧形臂，例如环形臂13呈矩形。对此本申请不作规定。进一步地，该弧形臂沿圆弧延伸。当然该环形臂13不限于沿圆弧延伸。还可以是沿椭圆弧延伸，对此本申请不作规定。

进一步地，环形臂13的上端与机架11相铰接。具体地，机架11上设置有转台21。例如如图1所示，该转台21位于横杆31的上方。转台21具有沿上下方向延伸的枢轴25。例如如图2所示，该转台21的底面上固定连接有枢轴25。具体地，横杆31上设置有穿孔33，该枢轴25穿设于该穿孔33内。该固定连接可以是螺钉连接、螺栓连接、焊接、一体成型等，对此本申请不作规定。该枢轴25与驱动电机的转轴传动连接。驱动电机用于驱动枢轴25转动。进一步地，环形臂13的上端与枢轴25传动连接。该环形臂13的上端上设置有第三通孔。该枢轴25固定穿设于该第三通孔内。

进一步地，环形臂13能相对于机架11沿上下方向围绕待采集的植物转动。也即环形臂13的转动轴线沿上下方向延伸。具体地，由于枢轴25沿上下方向延伸，所以环形臂13能沿上下方向转动。

进一步地，收容空间43向下敞开。也即收容空间43具有向下敞开的缺口15。该缺口15用于供待采集的植物进入环形臂13内。具体地，如图1所示，该环形臂13呈半月形。且呈半月形的环形臂13具有相对的上端45、下端47和位于上端45和下端47之间的向内凹陷的弧面49。该环形臂13向下延伸，以使该上端45和下端47之间形成缺口15。该弧面49围成收容空间43。该缺口15与该收容空间43相连通。例如如图1所示，该上端45位于弧形臂的右侧。该下端47位于弧形臂的左侧。且环形臂13的上端45和下端47均朝向机架11的下端延伸。该弧面49面向右侧。如此使得缺口15朝向右下方敞开。且该环形臂13的上端45和下端47分别位于枢轴25的两侧。且在横杆31的下方形成收容空间43。从而当需要检测室外种植在土壤里的植物时，由于种植在土壤里的植物不能进行移动，所以只需要将机架11移至室外，并将机架11从待采集的植物的上方向下移动，以使待采集的植物能通过该缺口15进入收容空间43内。也即将机架11罩在待采集的植物上。且使位于土壤里的植物能通过缺口15进入收容空间43内，即能避免移动待采集的植物，且能使得环形臂13转动时能围绕该待采集的植物转动。如此保证了能对室外种植的植物的检测。同样的，当需要检测室内的盆栽时，由于盆栽能进行移动，所以只需要将盆栽通过缺口15移动至收容空间43内，即能使得环形臂13转动时能围绕该待采集的植物转动。如此保证了能对室内种植的植物的检测。

进一步地，弧形臂包括多个弧形杆19。该多个可以是2个、3个、4个、5个等。对此本申请不作规定。该多个弧形杆19在竖直平面内沿周向依次排列。相邻弧形杆19之间可拆卸连接，以使弧形臂能进行伸长或者缩短。该可拆卸连接可以是螺钉连接、螺栓连接等。具体地，每个弧形杆19的两端均设置有贯穿孔33，且该贯通孔用于穿设连接栓。当通过连接栓穿设于两个弧形杆19上的两个贯穿孔33时，能将两个弧形杆19相连。当将连接栓从一个弧形杆19上的贯穿孔33内移出时，能将两个弧形杆19相分离。从而通过将多个弧形杆19相连，可以增加弧形臂的长度，也即使得弧形臂能伸长。如此减小缺口15的开口大小。从而当待采集的植物较小时，可以使得弧形臂能在上下方向上包围住待采集的植物。而当待采集的植物较大时，可以通过减少弧形杆19的数量，以缩短弧形臂的长度，也即缩短弧形臂，以增大缺口15的开口大小，以使弧形臂能在上下方向上包围在待采集的植物的外侧。如此满足大小不同的待采集的植物的检测需要。

在本实施方式中，第一检测件17设置于环形臂13上。具体地，该弧形臂上设置有第一安装夹。该第一检测件17夹设于第一安装夹上。该第一安装夹可以包括托板和能转动地设置于托板上的限位板。该限位板转动时能将弧形臂夹设于托板上。当然该第一检测件17也可以直接固定于环形臂13上。该固定方式可以是螺钉固定、螺栓固定、焊接固定。一体成型固定等。对此本申请不作规定。环形臂13能相对于机架11沿上下方向转动，以使第一检测件17能围绕待采集的植物转动；以对待采集的植物进行检测。

具体地，第一检测件17包括RGB相机、高光谱相机、多光谱相机、深度传感器、小型激光雷达热红外相机的一种或多种。

优选地，第一检测件17为多个。多个第一检测件17与多个弧形杆19相对应，每个第一检测件17设置于对应的弧形杆19上。从而能通过各个第一检测件17在待采集的植物的不同方位和不同角度进行检测，以能形成该待采的植物的三维数据。例如如图1所示，第一检测件17为3个。3个第一检测件17分布于3个弧形杆19上。从而可以通过该3个第一检测件17在竖直平面内的各个高度围绕该待采集的植物进行检测，从而能形成该待采的植物的三维数据。

在一个实施方式中，本申请实施方式所述的植物表型采集装置还包括：控制机构。该控制机构与第一检测件17相连。控制机构用于控制第一检测件17的开启，以获取第一检测件17采集的数据。该控制机构可以为计算机、手机等，对此本申请不做规定。从而通过控制机构能远程控制第一检测件17的开启和关闭，如此方便了操作。

在一个实施方式中，本申请实施方式所述的植物表型采集装置还包括：驱动电机。环形臂13与驱动电机的转轴相连，控制机构与驱动电机相连，控制机构用于控制驱动电机，以使驱动电机能驱动环形臂13转动。从而通过控制机构能远程控制驱动电机，以方便对环形臂13的转动进行控制。具体地，转台21的枢轴25与驱动电机的转轴传动连接，驱动电机能在控制机构的控制下驱动枢轴25转动，进而驱动环形臂13转动。

在一个实施方式中，环形臂13上设置有光源。该光源用于为第一检测件17和第二检测件的检测提供照明，以使第一检测件17和第二检测件能对待采集的植物进行检测。该光源与控制机构相连，控制机构用于控制光源的开闭。从而通过控制机构能对光源的开启进行远程控制，以方便操作。

进一步地，本申请实施方式所述的植物表型采集装置还包括：设置于机架11上的白平衡装置和比例尺。该白平衡装置包括白平衡灰卡。从而通过白平衡装置能对光线进行校准。通过比例尺能获取待采集的植物的高度。

请参阅图5。本申请一种实施方式提供的植物表型采集装置的采集方法，其可以包括：步骤S11：使待采集的植物进入收容空间43内；步骤S13：驱动环形臂13转动；且在所述环形臂13转动的过程中，第一检测件17每隔预设的角度对所述待采集的植物进行检测；步骤S15：根据所述第一检测件17所述检测到的数据，获取植物表型。

从以上技术方案可以看出：本申请实施方式所述的植物表型采集装置的采集方法当检测室内的盆栽时，可以将盆栽通过缺口15进入所述环形臂13内；然后使环形臂13转动，以使第一检测件17能围绕该盆栽转动；以对待采集的植物进行检测。如此实现对室内的植物进行检测。而当检测室外种植在土壤里的植物时，可以将机架11移动至室外，以使位于土壤里的植物能通过缺口15进入环形臂13内；然后使环形臂13转动，以使第一检测件17能围绕该待采集的植物转动；以对待采集的植物进行检测。如此实现对室外的植物进行检测。

在本实施方式中，步骤S11：使待采集的植物进入收容空间43内。具体地，当检测室内的盆栽时，可以移动盆栽，并将盆栽通过缺口15进入该环形臂13内的收容空间43内。也即如图1所示，将盆栽放置于底框23、横杆31、立杆27以及环形臂13之间。当检测室外种植在土壤里的植物时，由于种植在土壤里的植物不能进行移动，所以将机架11移至室外，并将机架11从待采集的植物的上方向下移动，以使待采集的植物能通过该缺口15进入收容空间43内。也即将机架11罩在待采集的植物上。且使位于土壤里的植物能通过缺口15进入收容空间43内，即能使位于土壤里的植物位于底框23、横杆31、立杆27以及环形臂13之间。

进一步地，在步骤S11：使待采集的植物进入收容空间43内之前，还包括：调整缺口15的开口大小。具体地，当待采集的植物较小时，增加弧形杆19的数量，以增加弧形臂的长度。如此减小缺口15的开口大小。以使弧形臂能在上下方向上包围住待采集的植物。而当待采集的植物较大时，减少弧形杆19的数量，以缩短弧形臂的长度，以增大缺口15的开口大小，以使弧形臂能在上下方向上包围在待采集的植物的外侧。如此满足大小不同的待采集的植物的检测需要。

进一步地，在步骤S11：使待采集的植物进入收容空间43内之前，还包括：调整机架11的高度。具体地，当待采集的植物较小时，通过高度调节机构降低立杆27的高度。当待采集的植物较大时，通过高度调节机构提高立杆27的高度。如此满足大小不同的待采集的植物的检测需要。

在本实施方式中，步骤S13：驱动环形臂13转动。且在环形臂13转动的过程中，第一检测件17每隔预设的角度对待采集的植物进行检测。具体地，通过控制机构开启驱动电机，以使驱动电机能驱动环形臂13转动。并通过控制机构开启光源和第一检测件17，以使第一检测件17能处于工作状态。该预设的角度可以根据实际检测的需要进行设定。例如该预设的角度为30°。从而在环形臂13转动的过程中，每当环形臂13转动了30°时，第一检测件17即对待采集的植物进行一次检测。如此当环形臂13围绕待采集的植物旋转一周时，第一检测件17能在圆周方向上获取到待采集的植物的数据。

进一步地，本申请实施方式的植物表型采集方法，还包括：在环形臂13转动的过程中，第二检测件每隔预设的角度对待采集的植物进行检测。具体地，通过控制机构开启第二检测件，以使第二检测件能处于工作状态。该预设的角度可以根据实际检测的需要进行设定。例如该预设的角度为30°。从而在环形臂13转动的过程中，每当环形臂13转动了30°时，第二检测件即对待采集的植物进行一次检测。如此当环形臂13围绕待采集的植物旋转一周时，第二检测件能在圆周方向上获取到待采集的植物的数据。

在本实施方式中，步骤S15：根据第一检测件17检测到的数据，获取植物表型。具体地，根据第一检测件17沿周向所获取到的待采集的植物的数据，得到植物表型。进一步地，由于第一检测件17为多个，且多个第一检测件17沿环形臂13的延伸方向等间距布置，所以每个第一检测件17均能在圆周方向上获取到待采集的植物的数据。因此通过多个第一检测件17能获取到待采集的植物的多个位置的数据，如此增加了植物表型的准确性。进一步地，步骤15还包括根据第二检测件沿周向所获取到的待采集的植物的数据，得到植物表型。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

以上的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。