本發(fā)明提供了一種綠色植株表型與分選的系統(tǒng)和方法，包括光掃描表型模塊、葉綠素測(cè)量模塊、PLC控制模塊、上位機(jī)控制模塊、分揀機(jī)械手模塊以及支撐平臺(tái)；光掃描表型模塊，用于監(jiān)測(cè)綠色植株的生長(zhǎng)情況，采集植株數(shù)據(jù)和圖片；葉綠素測(cè)量模塊，用于對(duì)綠色植株不同生長(zhǎng)周期的葉綠素相對(duì)含量進(jìn)行測(cè)量；PLC控制模塊，用于接受上位機(jī)控制模塊的指令，并根據(jù)指令執(zhí)行對(duì)光掃描表型模塊、葉綠素測(cè)量模塊以及分揀機(jī)械手模塊的控制；上位機(jī)控制模塊，用于建立綠色植株生物信息學(xué)表型模型；分揀機(jī)械手模塊，用于根據(jù)PLC控制模塊的控制指令實(shí)現(xiàn)對(duì)綠色植株的自動(dòng)抓取和移植。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了主動(dòng)測(cè)量，建立了植株表型模型并具有分選功能，自動(dòng)化程度高，應(yīng)用前景廣闊。

1.一種綠色植株表型與分選的系統(tǒng)，其特征在于，包括光掃描表型模塊、葉綠素測(cè)量模
塊、PLC控制模塊、上位機(jī)控制模塊、分揀機(jī)械手模塊以及支撐平臺(tái)；
所述光掃描表型模塊，用于監(jiān)測(cè)綠色植株的生長(zhǎng)情況；
所述葉綠素測(cè)量模塊，用于對(duì)綠色植株不同生長(zhǎng)周期的葉綠素相對(duì)含量進(jìn)行測(cè)量，并
將測(cè)量得到的葉綠素相對(duì)含量數(shù)據(jù)發(fā)送至上位機(jī)控制模塊；
所述PLC控制模塊，用于接受上位機(jī)控制模塊的指令，并根據(jù)指令執(zhí)行對(duì)光掃描表型模
塊、葉綠素測(cè)量模塊以及分揀機(jī)械手模塊的控制；
所述上位機(jī)控制模塊，用于向PLC控制模塊發(fā)布指令，并處理得到植株不同生長(zhǎng)周期的
幾何形態(tài)和葉綠素相對(duì)含量數(shù)據(jù)，建立綠色植株生物信息學(xué)表型模型；
所述分揀機(jī)械手模塊，用于根據(jù)PLC控制模塊的控制指令實(shí)現(xiàn)對(duì)綠色植株的自動(dòng)抓取
和移植；
所述支撐平臺(tái)，用于安裝固定各個(gè)模塊；
所述分揀機(jī)械手模塊包括：三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、機(jī)械手；在所述三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)中，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)
電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)機(jī)械手在水平、豎直方向上移動(dòng)，另一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制機(jī)械手完成張開和閉
合動(dòng)作；為防止失步和啟動(dòng)時(shí)設(shè)備的震動(dòng)，所述PLC控制模塊通過(guò)多段脈沖輸出，使驅(qū)動(dòng)電
機(jī)的運(yùn)動(dòng)設(shè)置為加速階段、勻速階段、減速階段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的綠色植株表型與分選的系統(tǒng)，其特征在于，所述光掃描表型模
塊包括：結(jié)構(gòu)光掃描儀、攝像頭，所述結(jié)構(gòu)光掃描儀對(duì)植物葉面發(fā)射結(jié)構(gòu)光，并由攝像頭采
集該結(jié)構(gòu)光的反射光；將采集的植株不同生長(zhǎng)周期中結(jié)構(gòu)光的反射光傳送至上位機(jī)控制模
塊，利用上位機(jī)控制模塊生成該植株的三維圖像，得到植株重要幾何形態(tài)數(shù)據(jù)：高度、體積、
徑橫截面積、葉片面積、葉片傾角、葉片方位角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的綠色植株表型與分選的系統(tǒng)，其特征在于，所述葉綠素測(cè)量模
塊包括：光源、光傳感器、信號(hào)采集與AD轉(zhuǎn)換模塊；其中，
光源包括：紅光和紅外光；
光傳感器包括：紅光入射傳感器、紅外光入射傳感器、紅光反射傳感器和紅外光反射傳
感器，分別用于吸收植物葉面的透射光和反射光；
信號(hào)采集與AD轉(zhuǎn)換模塊：用于將植物葉面紅光與紅外光的透射光和反射光結(jié)合總的紅
光和紅外光入射值來(lái)測(cè)量植株不同生長(zhǎng)周期的葉綠素相對(duì)含量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的綠色植株表型與分選的系統(tǒng)，其特征在于，所述上位機(jī)控制模
塊接收光掃描表型模塊、葉綠素測(cè)量模塊發(fā)送的植株幾何形態(tài)數(shù)據(jù)和葉綠素相對(duì)含量數(shù)據(jù)
后保存在植株表型信息數(shù)據(jù)庫(kù)，并根據(jù)不同時(shí)間點(diǎn)所獲得的植株表型參數(shù)建立植株生長(zhǎng)發(fā)
育量化形態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)以及綠色植株生物信息學(xué)生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)量化評(píng)估表型模型。
5.一種綠色植株表型與分選的方法，其特征在于，基于權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的
綠色植株表型與分選的系統(tǒng)，包括如下步驟：
植株參數(shù)獲取步驟：采集綠色植株生長(zhǎng)發(fā)育的多項(xiàng)參數(shù)，所述參數(shù)包括：高度、體積、徑
橫截面積、葉片面積、葉片傾角、葉片方位角以及葉綠素含量，并保存在植株表型信息數(shù)據(jù)
庫(kù)中；
評(píng)估表型模型建立步驟：根據(jù)不同時(shí)間點(diǎn)所獲得的參數(shù)建立植株生長(zhǎng)發(fā)育量化形態(tài)數(shù)
據(jù)庫(kù)，建立綠色植株生物信息學(xué)生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)量化評(píng)估表型模型。