(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210971923.6 (22)申请日 2022.08.15 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115035327 A (43)申请公布日 2022.09.09 (73)专利权人 北京市农林科 学院信息技 术研究 中心 地址 100097 北京市海淀区曙光 花园中路 11号农科大厦A座1 107 (72)发明人 吴升　郭新宇　苟文博　王传宇　 温维亮　樊江川　卢宪菊　郭小东　 刘冠军　 (74)专利代理 机构 北京路浩知识产权代理有限 公司 11002 专利代理师 肖艳(51)Int.Cl. G06V 10/762(2022.01) G06V 10/74(2022.01) G06V 10/26(2022.01) G06V 10/147(2022.01) G06V 10/141(2022.01) G06T 17/20(2006.01) G06V 10/80(2022.01) G06V 10/82(2022.01) H04N 5/247(2006.01) 审查员 陈迪 (54)发明名称 一种植物流水线表型采集平台及植物表型 融合解析方法 (57)摘要 本发明提供一种植物流水线表型采集平台 及植物表型融合解析方法， 属于植物信息采集技 术领域， 采集平台包括： 表型采集装置包括传动 结构、 成像箱体和植物载具， 由传动结构带动植 物载具进行切换， 通过 成像箱体内的传感器获取 不同角度和不同光谱的植物样 本图片； 控制系统 用于控制表型采集装置的信号通信和预设高通 量植物表型数据的传送； 数据采集系统采集不同 类型的预设高通量植物表型数据。 所述表型融合 解析方法基于所述采集平台。 本发 明提出的植物 流水线表型采集平台， 用于作物表型自动化采集 和生长过程连续检测， 并采用表型数据自动化融 合数据解析方法， 有效解决了植物表型性状高通 量采集解析问题。 权利要求书4页 说明书17页 附图6页 CN 115035327 B 2022.11.29 CN 115035327 B 1.一种基于植物流水线表型采集平台的植物 表型融合 解析方法， 其特 征在于， 包括： 获取多视角RGB图像序列和多视角多光谱图像序列； 其中所述多视角RGB图像序列是由 RGB图像传感器采集所得到， 所述多视角多光谱图像序列是由多光谱图像传感器采集所得 到； 对所述多视角RGB图像提取点云信息获得RGB着色点云数据， 对所述多视角多光谱图像 序列进行到所述多视角RGB图像的映射处理获得多光谱着色点云数据， 融合所述 RGB着色点 云数据和所述多光谱着色点云数据， 得到多光谱点云融合数据； 对所述多光谱点云融合数据进行点云矫正， 提取矫正后多光谱点云融合数据中的植物 点云信息； 基于所述植物点云信息， 计算得到植物3D点云模型、 植物株型表型指标和植物器官表 型指标； 其中， 所述 植物流水线表型采集平台， 包括： 表型采集装置、 控制系统和数据采集系统； 所述表型采集装置分别与所述控制系统及 所述数据采集系统相连接； 所述表型采集装置包括传动结构、 成像箱体和植物载具， 所述传动结构贯穿于所述成 像箱体的前后相对出 口， 所述植物载具固定安装于所述传动结构的上表面， 由所述传动结 构带动所述植物 载具移动至所述成像箱体内， 通过所述成像箱体内的传感器获取不同角度 和不同光谱的植物样本图片； 所述数据采集系统采集不同类型的预设高通量植物表型数据， 所述预设高通量植物表 型数据是通过 所述表型采集装置获取的； 所述控制系统控制所述传动结构、 所述成像箱体和所述植物载具的信号通信， 并控制 传送所述预设高通 量植物表型数据； 所述传动结构包括 步进电机、 传送带和固定件； 所述步进电机位于所述传送带 下方， 用于驱动所述传送带匀速传动； 所述传送带包括多个等间距分布的月牙板， 其中每个所述植物载具通过固定件固设在 任一月牙板上； 所有固定件在所述传送带上均匀分布， 其中相邻 两个固定件之间的距离大于所述成像 箱体宽度的一半； 所述成像箱体包括壳体、 旋转装置、 传感器组件、 数据传输及供电组件、 植物样本识别 组件、 立体补光组件和控制器及计算机单 元； 所述传动结构中的一侧传送带贯穿于所述壳体的前后相对出口， 所述壳体外部一侧固 定设置控制面板显示器； 所述控制面板显示器和所述控制器及计算机单元电连接， 显示表 型采集平台运行状态及工况状态； 在所述壳体沿所述传送带运动方向的前端和后端分别设置进口和出口， 并在所述进口 和所述出口分别安装双开门电动开关门， 在与所述传送带运动方向平行的所述壳体外侧面 设置手推门； 所述旋转装置设置于所述壳体 内的顶部 中心， 包括电机组件、 旋转横杆和旋转竖直杆； 所述电机组件和所述控制器及计算机单元电连接， 驱动所述旋转横杆转动； 所述旋转竖直 杆在所述旋转横杆 上水平移动， 调节所述旋转竖直杆与所述箱体中心点的距离；权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115035327 B 2所述传感器组件包括多角度视角采集传感器、 顶部视角采集传感器和侧视角顶点传感 器； 所述多角度视角采集传感器包括一个或多个， 等间距固定于所述旋转竖直杆上； 所述顶 部视角采集传感器为高度可调节相 机， 设置于所述箱体顶部中心； 所述侧视角顶点传感器 固定于所述箱体内侧 面上， 与所述多角度视角采集传感器相对设置， 并水平相对于所述箱 体中间； 所述数据传输及供电组件包括网线滑环、 电线滑环和 交换机； 所述网线滑环和所述电 线滑环安装于所述箱体顶部中心 转轴上， 所述电线滑环为所述传感器组件和所述交换机供 电， 所述网线滑环将所述传感器组件的数据传输至所述控制 器及计算机单元； 所述交换机 分别与所述网线滑 环和所述多角度视角采集传感器相连接， 固定 于所述旋转竖直杆 上； 所述植物样本识别组件包括识别台、 二维码识别相机和限位开关； 所述识别台位于所 述箱体底部中间， 位于所述传送带 的两侧； 所述二维码识别相 机位于所述识别台一侧的上 方， 识别所述植物载具上 的二维码； 所述限位开关包括第一激光对射光电开关和第二激光 对射光电开关， 所述第一激光对射光电开关和所述第二激光对射光电开关分别位于两侧的 识别台上， 检测所述 植物载具的运行位置； 所述立体补光组件包括顶部光源和侧面光源； 所述侧面光源包括一个或多个补光灯， 所述侧面光源以预设下倾角度均匀分布于所述箱体两侧； 所述顶部光源包括一个或多个补 光灯， 设置 于所述箱体顶部； 所述传感器组件包括RGB图像传感器和多光谱图像传感器， 所述RGB图像传感器和所述 多光谱图像传感器成对安装； 所述补光灯为多波段LED光源， 与所述控制器及计算机单元相连接， 由所述控制器及计 算机单元切换所述多波段LED光源的光源波段； 所述植物载具包括植物种植 盆、 凹型底板和 侧面二维码板； 所述植物种植 盆放置于所述凹型底板上表面， 用于放置植物样本； 所述凹型底板用于承载 所述植物种植 盆； 所述侧面二维码板位于所述凹型底板侧面， 待所述植物载具运行至所述成像箱体 内部 时面向二维码识别相机； 所述控制系统包括数据采集电脑、 第一控制器和第二控制器； 所述数据采集电脑与控制面板显示器相连接， 控制表型采集平台调试和现场数据工况 采集； 所述数据采集电脑与 数据处理服务器相连接， 将采集的数据传输至所述数据处理服务 器， 由所述数据处 理服务器进行植物 表型数据分析处 理； 所述数据采集电脑分别与所述第一控制器以及所述第二控制器相连接； 所述第一控制器分别与步进电机、 开关门电机、 转台电机以及光电开关相连接， 控制信 号通信； 所述第二控制器与传感器组件相连接， 控制信号 通信和数据传送； 所述数据采集系统包括顺次连接的初始化模块、 设置模块、 检测模块、 二维码识别模 块、 定点传感器数据采集模块、 多视角非光谱传感器采集模块、 多光谱定点传感器采集模 块、 多视角光谱传感器采集模块、 循环模块和传输模块； 所述初始化模块用于上电采集平台， 并初始化所述采集平台；权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115035327 B 3