一种用于食用菌生长期三维表型参数获取的自动化种植箱，包括箱体、温湿度控制模块、传感器模块、食用菌种植台，还包括主控模块、无线通信模块、食用菌三维形态获取模块；箱体内部安装有传感器模块、食用菌三维形态获取模块、食用菌种植台、温湿度控制模块，箱体外部安装有主控模块、无线通信模块；食用菌三维形态获取模块包含电动环状导轨组件、电动直线导轨组件、电动云台模块和摄像头模块；使用时，箱体内部各模块按照既定的程序，定时、定角度采集食用菌种植台上所种植的食用菌的外形数据、计算表型参数并存储记录。本发明专利技术减少人力看管和干预，极大提高了对食用菌表型参数的采集效率和准确度。准确度。准确度。
【技术实现步骤摘要】
一种用于食用菌生长期三维表型参数获取的自动化种植箱
[0001]本专利技术涉及食用菌表型获取与分析的自动化设备
，更具体地说，一种用于食用菌生长期三维表型参数获取的自动化种植箱。
技术介绍
[0002]食用菌是人们日常生活中青睐的美食，它除了味道鲜美之外对人体的健康也十分有益。食用菌的品质和产量与其生长环境密切相关，为了明确食用菌生长受环境的影响程度，长期以来食用菌种植者们依靠手工方式获取食用菌的各种表型参数，如菌柄长度采用直尺测定，菌柄粗细、菌盖厚度采用游标卡尺测定，菌盖面积采用离体摘取后的方格计数法计算，菌盖颜色采用标准比色卡进行估计，菌盖背面菌褶长度、间隔采用人工计数等，而对应环境参数，如温湿度、光照强度、二氧化碳浓度等同样通过人工读取，最后再把上述所有采集到的数据手工输入到计算机中存储后与当时测量的表型参数对应。显然，这种传统的手工测量和记录食用菌表型参数及对应环境参数的方法存在着规模小、效率低、精度差、误差大、连续性不高等诸多缺点。
[0003]为了克服目前食用菌表型参数获取过程中存在的上述问题，专利技术创造名称为一种光学成像辅助食用菌育种自动化筛选优化装置的中国专利文件(申请号2020110898632)设计了一种包含有主导轨、副导轨以及各种相机的食用菌菌体表型自动化监测筛选设备，通过该装置可以实现定时对载物台上的食用菌进行拍照，获取其表型信息并传输到上位机中。但在食用菌子实体生长阶段，菌盖容易相互遮挡，上述方式只能实现固定角度的拍摄，无法获取被遮挡部分的信息，也没有办法获取菌柄不同位置的直径及菌盖的角度。因此，该方案所获取的仅仅是食用菌生长阶段的部分图像，且没有与当时的环境信息对应，不能获取食用菌的三维表型参数。
技术实现思路
[0004]为了能够实现在可控的环境下对食用菌的生长情况进行自动化的监测与跟踪，本专利技术提供了一种用于食用菌生长期三维表型参数获取的自动化种植箱，包括箱体、温湿度控制模块、传感器模块、食用菌种植台、主控模块、无线通信模块、食用菌三维形态获取模块；箱体内部安装有传感器模块、食用菌三维形态获取模块、食用菌种植台、温湿度控制模块，箱体外部安装有主控模块、无线通信模块；食用菌三维形态获取模块包含电动环状导轨组件、电动直线导轨组件、电动云台模块和摄像头模块。
[0005]进一步地，所述箱体包含顶板和底板，在所述顶板和所述底板之间分别设置有左侧板、右侧板、前面板和后板，所述食用菌三维形态获取模块和无线通信模块固定于顶板，食用菌种植台固定于电动环状导轨组件中的环状导轨在底板投影的中心位置。
[0006]进一步地，所述摄像头模块固定在电动云台模块上，依靠电动云台模块实现摄像头模块拍摄角度的改变；所述电动云台模块与电动直线导轨组件滑动配合，实现电动云台模块直线移动；电动直线导轨组件的与电动环状导轨组件滑动配合，实现电动直线导轨组
件环状移动。
[0007]进一步地，主控模块通过控制食用菌三维形态获取模块中的电动云台模块、电动直线导轨组件、电动环状导轨组件改变摄像头模块的位置和角度，对食用菌种植台上的食用菌进行各个角度、各个方向的拍摄，获取图像信息。
[0008]进一步地，所述无线通信模块包括WiFi通信模块、NBIOT模块、LoRa模块或GPRS模块中的一种或多种，主控模块通过无线通信模块与上位机程序进行数据交换。
[0009]进一步地，所述传感器模块包含温度传感器、湿度传感器、二氧化碳传感器和光照强度传感器，主控模块通过传感器模块获取当前种植箱内的温度、湿度、二氧化碳浓度、光照强度。
[0010]进一步地，所述温湿度控制模块包含风扇、发热器和加湿器，主控模块通过温湿度控制模块改变当前种植箱内的温度、湿度、二氧化碳浓度。
[0011]进一步地，按照以下步骤实现对食用菌整个生长周期内不同时期的三维形态的获取：步骤1：将食用菌种植在食用菌种植台上，用户在上位机设定好温湿度、二氧化碳浓度、拍照时间点、环状导轨拍照间隔、直线导轨拍照间隔、云台拍照间隔参数后，上位机通过无线通信模块将数据传送给主控模块，主控模块控制电动环状导轨组件、电动直线导轨组件、电动云台模块到达初始位置，主控模块控制种植箱开始工作；步骤2：当到达设定的拍照时间点后，主控模块控制电动环状导轨组件工作，使电动直线导轨组件沿环状导轨围绕食用菌种植台走行一周；步骤3：在步骤2中电动直线导轨组件沿环状导轨走行过程中，当每次到达所设定的环状导轨拍照间隔时，主控模块控制电动直线导轨组件工作，使得电动云台模块沿直线导轨滑动直至达到电动直线导轨组件最大行程后返回初始位置；步骤4：在步骤3中电动云台模块沿直线导轨滑动过程中，当每次到达所设定的直线导轨拍照间隔时，主控模块控制电动云台模块工作使得摄像头模块改变拍摄角度直至电动云台模块工作至最大行程后返回初始位置；步骤5：在步骤4中电动云台模块工作过程中，当每次到达所设定的云台拍照间隔时，主控模块控制摄像头模块拍摄一张食用菌种植台上的食用菌图片，按照顺序命名；步骤6：重复上述步骤2~步骤5，得到食用菌整个生长周期过程中不同时间点的多张食用菌图片，并存储；步骤7：取出同一拍照时间点的所有图片，对每张图片去除噪声，利用边界提取算法从中分割出食用菌的图区后提取出特征点并计算特征点对应的描述子；步骤8：利用步骤7中所得的食用菌的图区及特征点，根据特征点对应的描述子进行图区匹配，得到食用菌种植台上的食用菌不同区域像素点在同一三维坐标系下的坐标值，形成食用菌点云模型；步骤9：利用步骤8得到的食用菌点云模型计算食用菌三维表型参数，包括：菌盖的厚度、菌柄的长度、食用菌的高度、菌柄的直径、菌盖的直径、菌盖的角度；步骤10：重复步骤7~步骤9，得到不同拍照时间点的食用菌三维表型参数。
[0012]本专利技术的用于食用菌生长期三维表型参数获取的自动化种植箱，由于设置了无线通信模块、传感器模块、温湿度控制模块和食用菌三维形态获取模块，与现有装置相比有益
效果为：一、对食用菌种植台上的食用菌从各个方向、各个角度进行拍摄，结合主控模块实现了对同一食用菌拍摄的多张照片进行特征提取形成完整的点云数据后进行表型参数测量，有效避免了现有装置由于遮挡无法拍摄到食用菌完整形态，从而无法准确测量所有表型参数的缺陷；二、对食用菌种植台上的食用菌拍摄间隔时间可以由用户自行设定；三、种植箱内的环境可以根据用户需要进行设置，主控模块通过传感器模块自动获取当前种植箱内的温度、湿度、二氧化碳浓度、光照强度，并根据用户设置值调节温湿度控制模块使当前种植箱内的温度、湿度、二氧化碳浓度与用户设置值保持一致；四、在获取食用菌表型参数的同时记录环境参数，使得表型参数与环境参数一一对应。
附图说明
[0013]图1是食用菌种植箱的外部结构示意图。
[0014]图2是食用菌种植箱的内部结构示意图。
[0015]图3是温湿度控制模块内部结构示意图。
[0016]图4是传感器模块的内部结构示意图。
[0017]图5是食用菌三维形态获取模块的内部结构示意图。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于食用菌生长期三维表型参数获取的自动化种植箱，包括箱体、温湿度控制模块、传感器模块、食用菌种植台，其特征在于还包括主控模块、无线通信模块、食用菌三维形态获取模块；箱体内部安装有传感器模块、食用菌三维形态获取模块、食用菌种植台、温湿度控制模块，箱体外部安装有主控模块、无线通信模块；食用菌三维形态获取模块包含电动环状导轨组件、电动直线导轨组件、电动云台模块和摄像头模块。2. 根据权利要求1所述的一种用于食用菌生长期三维表型参数获取的自动化种植箱, 其特征在于所述箱体包含顶板和底板，在所述顶板和所述底板之间分别设置有左侧板、右侧板、前面板和后板，所述食用菌三维形态获取模块和无线通信模块固定于顶板，食用菌种植台固定于电动环状导轨组件中的环状导轨在底板投影的中心位置。3.根据权利要求1所述的一种用于食用菌生长期三维表型参数获取的自动化种植箱, 其特征在于所述摄像头模块固定在电动云台模块上，依靠电动云台模块实现摄像头模块拍摄角度的改变；所述电动云台模块与电动直线导轨组件滑动配合，实现电动云台模块直线移动；电动直线导轨组件的与电动环状导轨组件滑动配合，实现电动直线导轨组件环状移动。4. 根据权利要求1所述的一种用于食用菌生长期三维表型参数获取的自动化种植箱, 其特征在于主控模块通过控制食用菌三维形态获取模块中的电动云台模块、电动直线导轨组件、电动环状导轨组件改变摄像头模块的位置和角度，对食用菌种植台上的食用菌进行多角度拍摄，获取图像信息。5. 根据权利要求1所述的一种用于食用菌生长期三维表型参数获取的自动化种植箱, 其特征在于所述无线通信模块包括WiFi通信模块、NBIOT模块、LoRa模块或GPRS模块中的一种或多种，主控模块通过无线通信模块与上位机程序进行数据交换。6. 根据权利要求1所述的一种用于食用菌生长期三维表型参数获取的自动化种植箱, 其特征在于所述传感器模块包含温度传感器、湿度传感器、二氧化碳传感器和光照强度传感器，主控模块通过传感器模块获取当前种植箱内的温度、湿度、二氧化碳浓度、光照强度。7. 根据权利要求1所述的一种用于食用菌生长期三维表型参数获取的自动化种植箱, 其特征在于所述温湿度控制模块包含风扇、发热器和加湿器，主控模块通过温湿度控制模块改变当前...
【专利技术属性】
技术研发人员：殷华，易文龙，胡殿明，宋海燕，徐亦璐，高扬，胡海静，周健平，
申请(专利权)人：江西农业大学，
类型：发明
国别省市：
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