一种植物表型采集装置的制作方法

本技术涉及植物表型信息采集，特别涉及一种植物表型采集装置。

背景技术：

1、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。在生物学和遗传育种领域，特别是作物育种领域，表型是指基因型和环境决定的形状、结构、大小、颜色等生物体的外在性状。

2、近年来，植物基因组得到迅猛发展，表型监测不仅可对育种前期的室内种质筛选进行指导，而且能在后期推广种植中对品种的田间表现进行评估。在获取植物表型数据时，有时不仅要对植物上方进行拍摄，以俯视拍摄角度采集植物的冠幅、投影面积、冠层叶片数量、冠层紧实度等形态结构表型信息和叶、果实等器官表型信息，而且还需要对植物侧面进行拍摄，以侧视角度采集株高、茎粗、植物宽度等形态结构表型信息和花、叶、茎等器官表型信息。仅从一个角度采集植物图像，所获取的表型信息种类单一，如果想要获取丰富完善的表型信息，往往是在俯视角度和侧视角度各自安装一个相机(成像传感器)，但是这必然会增加成本且采集和处理过程变得较为繁琐。

3、另外，目前一个成像暗室中通常只安装一种类型的相机，比如可见光相机、荧光相机、红外相机、激光雷达、高光谱相机等相机中的其中一种，而不同类型的相机能够获取不同的表型数据(信息)，可见光相机用于记录植物生长不同阶段的影象，通过像素计算植物的几何尺寸；红外相机用于记录植物生长不同阶段的含水量区别；荧光相机用于记录植物生长受荧光应激后的化学反应变化；高光谱相机用于测量植物差异性或者植物不同元素的分布情况；激光雷达用于测量植物空间的分布情况或者所占据的空间位置情况。目前，在利用不同类型的相机获取不同的植物表型数据时，通常是布置多个成像暗室且每个成像暗室中的相机类型不同，但是这必然会增加植物表型采集装置所占用的空间及成本，这种不足在空间紧缺的实验室显得尤为突出。

技术实现思路

1、本技术为了解决上述问题，提供一种植物表型采集装置，设计巧妙、结构简单，本技术通过将至少一种类型的相机集中设置在转动组件上，并将转动组件设置在移动架体上，提升了采集装置的集成度和拍照的多样性。本技术中使得同一个相机既能对植物顶部进行拍摄，又能对植物侧面进行拍摄，本技术所采用的技术方案如下：

2、一种植物表型采集装置，其特征在于，包括：

3、相机，所述相机用于拍摄植物表型数据；转动组件，所述相机设于所述转动组件上，所述转动组件的轴线长度方向与x轴一致，所述转动组件能够携带所述相机绕所述转动组件的轴线转动，以调整所述相机的拍摄方向；移动架体，所述转动组件安装于所述移动架体上，所述移动架体能够携带所述转动组件沿z轴方向和y轴方向往复移动；成像暗室，所述相机、所述转动组件和所述移动架体均设于所述成像暗室中。

4、通过将相机设置在转动组件上，并将转动组件设置在移动架体上，使得相机能够随着转动组件的转动而转动，并且相机能够通过移动架体移动而移动到植物顶部、植物侧面及植物斜上方等方位，从而实现了利用同一个相机不仅能对植物顶部进行拍摄，而且还能对植物侧面进行拍摄，也就是说通过相机的可移动(包括转动)设计，实现了同一个相机对植物多方位多角度的拍摄，无需在植物的每个拍摄位置都单独布设相机，节省了相机的布设数量，大大降低了成本。

5、在一些实施方式中，所述相机有多个且类型不同，多个所述相机围绕所述转动组件的轴线间隔分布；通过所述转动组件携带多个所述相机的转动，以切换所述相机的类型。

6、通过在转动组件上布设多个不同类型的相机，利用转动组件的转动以使其中某一类型的相机到达拍摄位置，当需要切换相机类型时通过控制转动组件的转动便可实现，这使得植物表型采集装置能够获取不同类型的表型数据，提升了植物表型采集装置的适用性。同时，多个不同类型的相机同时设置在同一个转动组件上，大大节省了植物表型采集装置的占用空间及生产运输成本。

7、在一些实施方式中，植物表型采集装置还包括补光灯，所述补光灯安装于所述转动组件上，所述补光灯能够绕所述转动组件的轴线与所述相机同步转动，所述补光灯用于为所述植物补光。

8、通过将补光灯设置在转动组件上，并且补光灯与相机能够同步转动，也就是说补光灯与相机的运动路径(运动轨迹)是一致的，这样不管相机处于哪个拍摄位置，补光灯均能同步提供补光，无需在植物的每个拍摄位置都单独布设与此拍摄位置适配的补光灯，节省了补光灯的布设数量和占用空间，降低了成本。

9、在一些实施方式中，所述移动架体包括z轴移动组件、y轴移动组件和x轴横梁，所述z轴移动组件安装于所述y轴移动组件的移动部件上，所述x轴横梁安装于所述z轴移动组件的移动部件上，所述转动组件安装于所述x轴横梁上。

10、通过将z轴移动组件安装于y轴移动组件的移动部件上，x轴横梁安装于z轴移动组件的移动部件上，这种设置方式可在确保移动架体稳定性的前提下节省z轴移动组件或y轴移动组件的使用数量。

11、在一些实施方式中，所述转动组件为回转驱动，所述相机安装于所述回转驱动的转盘上。

12、在一些实施方式中，所述回转驱动设有穿孔，所述穿孔与所述回转驱动的轴线同轴设置，所述回转驱动通过所述穿孔穿套于所述x轴横梁外。

13、通过将回转驱动穿套在x轴横梁外，可使得回转驱动安装到x轴横梁上后的整体高度较小，节省竖向空间。

14、在一些实施方式中，所述回转驱动为齿式回转驱动。

15、通常来讲，齿式回转驱动相比于蜗轮蜗杆式回转驱动而言，其结构简单，重量和体积较小，不易对相机和补光灯造成遮挡。

16、在一些实施方式中，所述z轴移动组件和所述y轴移动组件均为直线导轨，所述z轴移动组件的移动部件和所述y轴移动组件的移动部件均为所述直线导轨上的滑块。

17、在一些实施方式中，植物表型采集装置还包括输送线，所述输送线用于运输待拍摄的植物，所述输送线经过所述成像暗室。

18、本技术提供的一种植物表型采集装置，具有以下有益效果的至少一种：

19、1、本技术提供的一种植物表型采集装置，通过将相机设置在转动组件上，并将转动组件设置在移动架体上，使得相机能够随着转动组件的转动而转动，并且相机能够通过移动架体移动而移动到植物顶部、植物侧面及植物斜上方等方位，从而实现了利用同一个相机不仅能对植物顶部进行拍摄，而且还能对植物侧面进行拍摄，也就是说通过相机的可移动(包括转动)设计，实现了同一个相机对植物多方位多角度的拍摄，无需在植物的每个拍摄位置都单独布设相机，节省了相机的布设数量，大大降低了成本。

20、2、本技术提供的一种植物表型采集装置，通过在转动组件上布设多个不同类型的相机，利用转动组件的转动以使其中某一类型的相机到达拍摄位置，当需要切换相机类型时通过控制转动组件的转动便可实现，这使得植物表型采集装置能够获取不同类型的表型数据，提升了植物表型采集装置的适用性。同时，多个不同类型的相机同时设置在同一个转动组件上，大大节省了植物表型采集装置的占用空间及生产运输成本。

21、3、本技术提供的一种植物表型采集装置，通过将补光灯设置在转动组件上，并且补光灯与相机能够同步转动，也就是说补光灯与相机的运动路径(运动轨迹)是一致的，这样不管相机处于哪个拍摄位置，补光灯均能同步提供补光，无需在植物的每个拍摄位置都单独布设与此拍摄位置适配的补光灯，节省了补光灯的布设数量和占用空间，降低了成本。

22、4、本技术提供的一种植物表型采集装置，通过将z轴移动组件安装于y轴移动组件的移动部件上，x轴横梁安装于z轴移动组件的移动部件上，这种设置方式可在确保移动架体稳定性的前提下节省z轴移动组件或y轴移动组件的使用数量。

23、5、本技术提供的一种植物表型采集装置，通过将回转驱动穿套在x轴横梁外，可使得回转驱动安装到x轴横梁上后的整体高度较小，节省竖向空间。

24、6、本技术提供的一种植物表型采集装置，通常来讲，齿式回转驱动相比于蜗轮蜗杆式回转驱动而言，其结构简单，重量和体积较小，不易对相机和补光灯造成遮挡。