一种基于光环境调控的青花菜加代育种方法

专利2025-12-23  9


本发明涉及一种青花菜加代育种方法,特别是涉及应用于青花菜育种领域的一种基于光环境调控的青花菜加代育种方法。


背景技术:

1、青花菜又名西兰花,在育种时需要培育耐抽薹品种,然而在育种中需要加快生育周期,急需提早抽薹开花。因此,在不改变青花菜遗传性状的基础上通过环境调控,加速青花菜繁育具有重要意义。

2、中国发明专利cn202410026379.7说明书公开了一种大棚内追随增强补光系统及方法,系统包括位移驱动机构、补光灯和位移控制电路,位移控制电路上设置有多个相同的光敏电阻;位移驱动机构连接并用于驱动补光灯平移;补光灯用于向下放射光线;多个光敏电阻分散布置在补光灯下方一平面内;位移控制电路电连接于位移驱动机构,用于控制位移驱动机构将补光灯向阻值大的光敏电阻上方平移;方法通过上述系统控制补光灯根据光敏电阻的阻值变化实时位移,以不断移动至光线暗处进行补光。该发明实现更加合理地补光,以使大棚内的光照更加均匀。

3、现有大棚补光设备在补光时,利用移动位移机构来带动补光灯移动以实现光照均匀,但是在大棚内,青花菜的现蕾时点存在差异,会使得位移的补光灯在进行补光时无法兼顾分散区域的补光需求,导致大棚内青花菜的加代育种操作仍旧存在不足,此外在青花菜现蕾过程中,不可避免会出现叶片直立覆盖花球的现象,影响现蕾的辨别,进而导致青花菜的生长监测数据不准确,对后续光照时长的提供具有干扰影响。


技术实现思路

1、针对上述现有技术,本发明要解决的技术问题是在进行青花菜加代育种过程中,不仅能够提供全面的补光操作,保证补光均匀性,还能够对青花菜生长现蕾情况进行精确监测,以便提供准确的光照时长。

2、为解决上述问题,本发明提供了一种基于光环境调控的青花菜加代育种方法,包括用于加代育种的种植大棚,还包括以下步骤:

3、s0、在种植大棚的内顶壁安装若干个矩阵布置的补光灯以及移动监控单元,移动监控单元包括通过传送带传送连接的多个丝杠以及螺纹套接在丝杠表面用于监控种植大棚内青花菜生长状态的图像采集器;

4、s1、在种植大棚内建立平面坐标,同时将若干个补光灯在竖直平面的坐标一一设定;

5、s2、在青花菜加代育种过程中,图像采集器往复移动监测同一轴线上的青花菜的生长状态,并判断下方监测的青花菜是否现蕾;

6、s3、在判断青花菜是否现蕾时,利用辅助单元对处于叶片直立遮掩状态的青花菜生长状态进行辅助判断;

7、s4、若青花菜处于现蕾之前,则补光灯的光照时长为20小时/天,若青花菜处于现蕾之后,则补光灯的光照时长为22小时/天。

8、在上述基于光环境调控的青花菜加代育种方法中,在进行青花菜加代育种过程中,补光灯可智能提供补光操作,不仅能够提供全面的补光操作,保证补光均匀性,还能够对青花菜生长现蕾情况进行精确监测,以便提供准确的光照时长。

9、作为本技术的进一步改进,辅助单元包括有在种植大棚内移动的移动小车,且移动小车与图像采集器信号连接,移动小车顶部安装有多轴机械臂,多轴机械臂的尾端连接有活动梳齿单元,活动梳齿单元包括有梳齿架,梳齿架的内部设有矩形槽,矩形槽的内部通过轴杆连接有活动板,且活动板的厚度值小于梳齿架的厚度值,梳齿架的顶部安装有驱动马达,且驱动马达的输出端与轴杆连接。

10、作为本技术的再进一步改进,活动板的一侧表面通过连接块安装有梳齿板,且梳齿板与梳齿架等高,梳齿架和梳齿板相互靠近的表面均设有凸出的齿条。

11、作为本技术的更进一步改进,梳齿板的截面长度值小于梳齿架的截面长度值,且梳齿板与梳齿架表面的齿条一一对应。

12、作为本技术的更进一步改进,补光灯的光谱组成为6500k的白光20%、660nm的红光50%和730nm的远红光30%组成。

13、作为本技术的又一种改进,补光灯与图像采集器信号连接,且s4中还包括以下步骤:

14、s41、图像采集器对拍摄的同一坐标位置的青花菜的图像数据予以保存,并对出现生长异常的青花菜予以标记;

15、s42、将s41中保存的同一坐标位置的青花菜的图像数据按照时间顺序排列,进行比对,判断不同坐标位置青花菜的生长速度是否相同;

16、s43、若相同,补光灯的光强不变,若不相同,加大生长速度慢的坐标位置的青花菜所对应位置补光灯的光强。

17、作为本技术的又一种改进的补充,s2还包括以下步骤:

18、s21、在图像采集器移动过程中,对下方青花菜内花球进行图像拍摄,判断是否现蕾,若发生现蕾,需要将对应位置的青花菜的坐标输送至对应补光范围内的补光灯处,使其补光时长由现蕾前的20小时/天变成22小时/天;

19、s22、在s21中,图像采集器拍摄到下方青花菜出现叶片直立遮盖花球现象,需要将对应位置的青花菜的坐标输送至移动小车处。

20、作为本技术的又一种改进的补充,s3还包括以下步骤:

21、s31、移动小车按照s21发送的坐标移动至发生现象的青花菜处,随后利用多轴机械臂将扁平状态的活动梳齿单元插入遮掩叶片的间隙中;

22、s32、随后启动驱动马达,带动活动板张开,将遮蔽的叶片扩张,露出内部,方便图像采集器进行图像采集进而判断遮蔽叶片的花球情况;

23、s33、在图像采集器获取图像后,利用多轴机械臂,将遮蔽叶片放在张开的活动板以及梳齿架的中间,之后驱动马达反向转动复位,活动板以及梳齿架恢复扁平状态后,多轴机械臂向上移动,将遮蔽叶片予以梳齿处理,使其失去对花球的遮蔽作用,同时保证后续的光合作用正常进行。

24、作为本技术的再一步改进,梳齿板的背离齿条的一侧表面安装有与多轴机械臂信号连接的压力感应器和位移感应器,且s32还包括以下工作步骤:

25、s321、在启动多轴机械臂前,图像采集器对遮蔽状态的青花菜的遮蔽区域截面水平尺寸进行拍摄识别,并将遮蔽区域的直径记为r;

26、s322、在驱动马达启动后梳齿板外扩,在此过程中压力感应器感应到压力作用时,位移感应器记录梳齿板此刻的水平位移距离,并记为l;

27、s323、判断r与l的大小,若r大于l,表明在梳齿板位移过程中遭遇遮蔽枝叶内的花球,驱动马达停止带动梳齿板外扩,直接进入s33;

28、s324、若r不小于l,图像采集器继续拍摄查看遮蔽叶片内是否存在花球,若存在,继续进行s33,反之将该坐标位置的青花菜标记为异常。

29、综上所述,本技术在青花菜加代育种过程中,利用补光灯为青花菜提供智能化的补光操作,并利用图像采集器对青花菜的生长状态进行监控,在图像采集器检测到青花菜出现遮蔽叶片状态导致识别干扰后,将相应青花菜的坐标信息输送至移动小车,移动小车和多轴机械臂协同工作,将梳齿架插入枝叶间隙,通过驱动马达带动活动板张开,使枝叶扩张,便于图像采集,随后利用多轴机械臂移动闭合状态的活动梳齿单元进行梳齿操作,破坏遮蔽叶片,保证光合作用正常,并在活动板外扩过程中,进行识别判断,避免对花球造成挤压损害,保证花球正常受光生长。


技术特征:

1.一种基于光环境调控的青花菜加代育种方法,包括用于加代育种的种植大棚,其特征在于,还包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于光环境调控的青花菜加代育种方法,其特征在于:所述辅助单元包括有在种植大棚内移动的移动小车(1),且移动小车(1)与图像采集器信号连接,所述移动小车(1)顶部安装有多轴机械臂(2),所述多轴机械臂(2)的尾端连接有活动梳齿单元(6),所述活动梳齿单元(6)包括有梳齿架(61),所述梳齿架(61)的内部设有矩形槽,所述矩形槽的内部通过轴杆连接有活动板(63),且活动板(63)的厚度值小于梳齿架(61)的厚度值,所述梳齿架(61)的顶部安装有驱动马达(62),且驱动马达(62)的输出端与轴杆连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于光环境调控的青花菜加代育种方法,其特征在于:所述活动板(63)的一侧表面通过连接块安装有梳齿板(64),且梳齿板(64)与梳齿架(61)等高,所述梳齿架(61)和梳齿板(64)相互靠近的表面均设有凸出的齿条。

4.根据权利要求3所述的一种基于光环境调控的青花菜加代育种方法,其特征在于:所述梳齿板(64)的截面长度值小于梳齿架(61)的截面长度值,且梳齿板(64)与梳齿架(61)表面的齿条一一对应。

5.根据权利要求1所述的一种基于光环境调控的青花菜加代育种方法,其特征在于:所述补光灯(3)的光谱组成为6500k的白光20%、660nm的红光50%和730nm的远红光30%组成。

6.根据权利要求5所述的一种基于光环境调控的青花菜加代育种方法,其特征在于:所述补光灯(3)与图像采集器信号连接,且s4中还包括以下步骤:

7.根据权利要求3所述的一种基于光环境调控的青花菜加代育种方法,其特征在于:所述s2还包括以下步骤:

8.根据权利要求7所述的一种基于光环境调控的青花菜加代育种方法,其特征在于:所述s3还包括以下步骤:

9.根据权利要求8所述的一种基于光环境调控的青花菜加代育种方法,其特征在于:所述梳齿板(64)的背离齿条的一侧表面安装有与多轴机械臂(2)信号连接的压力感应器和位移感应器,且所述s32还包括以下工作步骤:


技术总结
本发明涉及应用于青花菜育种领域的一种基于光环境调控的青花菜加代育种方法,在青花菜加代育种过程中,利用特殊光谱补光灯为青花菜提供智能化的补光操作,并利用图像采集器对青花菜的生长状态进行监控,在图像采集器检测到青花菜出现叶片生长干扰花球识别后,将相应青花菜的坐标信息输送至移动小车,移动小车和多轴机械臂协同工作,将梳齿架插入叶片间隙,通过驱动马达带动活动板张开,使叶片扩张,便于青花菜花球图像采集,随后利用多轴机械臂移动闭合状态的活动梳齿单元进行梳齿操作,避免叶片遮蔽,保证花球正常光照提前抽薹开花,并在活动板外扩过程中,进行识别判断,避免对花球造成挤压损害,保证花球在特殊光照下提前抽薹开花。

技术研发人员:周杰,喻景权
受保护的技术使用者:浙江大学
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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