[发明专利]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

说明书

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。

技术领域

本发明涉及食用菌表型获取与分析的自动化设备技术领域，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。

背景技术

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。

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，发明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。

发明内容

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，本发明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。

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。

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。

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。

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。

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。