高通量植物表型检测系统及检测方法与流程

本技术涉及植物测量，尤其涉及一种高通量植物表型检测系统及检测方法。

背景技术：

1、在相关技术中心，为了实现自动化植物表型检测，通常采用轨道式高通量植物表型平台，以使沿轨道移动的图像采集设备为培养空间中的每一株植物进行表型检测。

2、但是，在该平台中的植物不能移动，在培养空间中的光照和温度的不均匀会影响植物的生长。即使将植物放置在温室（日光温室或带补光灯的玻璃温室）或是人工气候室（完全由补光灯提供照明）内，仍存在小气候环境差异，温度控制不均匀，模拟光照不统一等问题，使得植物表型检测存在误差。

3、目前市面上存在的运送流水线装置，也存在可以承载植物数量较少，运送效率较低的缺陷。

技术实现思路

1、有鉴于上述背景，本技术的目的在于提出一种高通量植物表型检测系统及检测方法，能够满足较高密度种植植物，以可预设的周期完成对植物表型数据完全可控的自动化测量。

2、基于上述目的，本技术第一方面提供了高通量植物表型检测系统，包括：多个容器组件，每个容器组件包括容器和设置于所述容器内的栽培基质，所述栽培基质种植有植物；循环运送装置，用于循环运送多个所述容器组件；所述循环运送装置包括外通道组，所述外通道组包括顺次首尾连通的第一外通道、第二外通道和第三外通道，所述第一外通道和所述第三外通道均沿第一方向延伸，所述第二外通道沿与所述第一方向垂直的第二方向延伸；在所述第一外通道和所述第三外通道之间还设置有至少一个内通道组，每个所述内通道组包括均沿所述第一方向延伸且顺次首尾连通的第一内通道和第二内通道，与所述第一外通道相邻的所述第一内通道的入口和所述第一外通道的出口连通，与所述第三外通道相邻的所述第二内通道的出口和所述第三外通道的入口连通；所述循环运送装置还包括驱动单元，所述驱动单元用于带动所述容器组件在所述外通道组和所述内通道组之间循环移动；采集检测单元，包括设置于所述第三外通道上方的采集测量组件，所述采集测量组件用于采集植物的表型信息。

3、可选的，所述驱动单元包括：第一驱动组件，包括设置于靠近所述第一外通道的入口的第一推动结构，所述第一推动结构用于推动所述容器组件沿所述第一方向的正向移动；第二驱动组件，包括设置于靠近所述第一外通道的出口的第二推动结构，以及设置于靠近所述第二内通道的出口的第三推动结构；所述第二推动结构和所述第三推动结构联动，用于推动所述容器组件沿所述第二方向的正向移动；第三驱动组件，包括设置于靠近所述第一内通道的入口的第四推动结构，所述第四推动结构用于推动所述容器组件沿所述第一方向的反向移动；第四驱动组件，包括设置于靠近所述第三外通道的入口的第五推动结构，所述第五推动结构用于推动所述容器组件沿所述第一方向的反向移动；第五驱动组件，包括设置于靠近所述第一内通道的出口的第六推动结构，所述第六推动结构用于推动所述容器组件沿所述第二方向的正向移动；第六驱动组件，包括设置于靠近所述第二内通道的入口的第七推动结构，所述第七推动结构用于推动所述容器组件沿所述第一方向的正向移动；第七驱动组件，包括设置于靠近所述第二外通道的入口的第八推动结构，所述第八推动结构用于推动所述容器组件沿所述第二方向的反向移动。

4、可选的，所述循环运送装置包括至少两个内通道组，每一个所述内通道组均设置有所述第三推动结构、所述第四推动结构、所述第六推动结构和所述第七推动结构；全部所述第三推动结构联动设置，全部所述第四推动结构联动设置，全部所述第六推动结构联动设置，全部所述第七推动结构联动设置。

5、可选的，所述第二驱动组件还包括多个第一连接板；所述多个第一连接板分别设置于所述第二推动结构和相邻的第三推动结构之间，以及相邻的两个第三推动结构之间，以使所述第二推动结构和全部所述第三推动结构联动设置。

6、可选的，所述第四推动结构设置于所述第一连接板靠近所述内通道组的一侧，所述第三驱动组件还包括多个第二连接板，所述多个第二连接板分别设置于相邻的两个所述第四推动结构之间，以使全部所述第四推动结构联动设置。

7、可选的，所述采集检测单元包括框架和测量驱动组件，所述第三外通道穿过所述框架，所述采集测量组件设置于所述框架内部，所述测量驱动组件用于带动所述采集测量组件沿第三方向滑动；所述第三方向与所述第一方向和所述第二方向两两相互垂直。

8、可选的，所述框架的顶部和侧壁设置有遮光板，与所述第一方向垂直的遮光板上设置有贯通的遮光板开口，所述遮光板开口用于所述第三外通道穿过所述框架；所述采集检测单元还包括滑动挡板，以及用于带动所述滑动挡板沿所述第三方向滑动的滑板驱动组件；所述滑动挡板能够遮挡至少部分所述遮光板开口。

9、可选的，还包括控制单元，所述控制单元设置于所述循环运送装置和/或所述采集检测单元；所述控制单元与所述驱动单元电连接，用于控制所述驱动单元带动所述容器组件移动至指定位置或控制所述驱动单元停止；所述控制单元与所述测量驱动组件电连接，用于控制所述测量驱动组件带动采集测量组件移动至指定位置；所述控制单元与所述滑板驱动组件电连接，用于控制所述滑板驱动组件带动所述滑动挡板移动至指定位置；所述控制单元与所述采集测量组件电连接，用于控制所述采集测量组件获取植物表型信息。

10、可选的，所述容器为花盆或限根栽培器，所述容器组件还包括底座，所述底座的顶部设置有用于定位所述容器的定位槽。

11、基于同一发明构思，本技术第二方面还提供了一种高通量植物表型检测方法，使用如第一方面所述的高通量植物表型检测系统，循环运送装置中的外通道组和全部内通道组内放置有多个容器组件，且在所述第一外通道内、所述第二外通道内、所述第一内通道内和所述第二内通道内均具有能够容纳至少一个容器组件的移动空间，方法包括：

12、确定目标容器组件，控制驱动单元执行至少一组推送动作，直至所述目标容器组件移动至采集测量组件下方的指定位置；

13、控制采集检测单元对所述目标容器组件进行图像采集，对图像进行数据处理得到植物表型信息；

14、其中，一组所述推送动作，包括：

15、控制驱动单元同时带动位于第一外通道内的容器组件移动至第一外通道的出口、带动位于第一内通道内的容器组件移动至第一内通道的出口、带动位于第二内通道内的容器组件移动至第二内通道的出口，以及带动位于第三外通道内的容器组件移动至第二外通道的入口；

16、控制驱动单元同时带动位于第二外通道内的容器组件通过第二外通道的出口移动至第一外通道的入口、带动位于第一外通道的出口的容器组件移动至第一内通道的入口、带动位于第一内通道的出口的容器组件移动至第二内通道的入口，以及带动位于第二内通道的出口和第三外通道的入口之间的容器组件移动至第三外通道的入口。

17、从上面所述可以看出，本技术提供的高通量植物表型检测系统及检测方法，循环运送装置中的驱动单元可以带动容器组件在相互连通的外通道组和内通道组之间进行循环移动。同时，由于外通道组和内通道组能够限定容器组件的移动轨迹，实现了高通量植物表型信息的同步、可控周期、自动化采集，使得在容器组件移动到采集检测单元中的采集测量组件下方时，容器中的植物所在位置大致固定，无需对每一个容器组件进行位置调整等工作，提高了采集测量的工作效率，较大程度的降低了人工成本和时间成本，提高测量效率。采用多组推杆实现循环运动的方式，能够提升栽培密度，对于高通量植物限根栽培表型信息获取极为有利。

18、同时，由于容器组件中种植的植物可以在循环运送装置中实现7*24小时循环移动，实时更新生长环境，可以使空间内的每一个容器组件在移动过程中获得的光照和温度等环境条件较为均匀、一致，有效解决植物生长小气候差异可能导致的精准表型鉴定误差，提高了数据获取的精准度。