本發(fā)明涉及甘蔗雜交實驗領域，尤其涉及一種判斷甘蔗開花狀態(tài)的裝置及方法。

背景技術：

1、甘蔗是我國南方的主要糖料作物，利用甘蔗為原材料而制作的蔗糖產(chǎn)量約占全國食糖總量的90％。目前世面上的甘蔗品種非常多，有些含糖量高但產(chǎn)量低、莖稈抗倒伏和抗病蟲害能力差，有些莖稈抗倒伏和抗病蟲害能力強但含糖量低，為了得到含糖量高、產(chǎn)量高、抗病害蟲、抗倒伏能力強、適宜機械化種植的甘蔗品種，實驗人員普遍會采用常規(guī)開花雜交育種，目前雜交育種已經(jīng)成為培育甘蔗新品種的主要途徑，且被世界各國廣泛采用。

2、但是一方面，甘蔗是雌雄同株植物，只有花粉活力強的植株才能用做父本，而甘蔗的開花狀態(tài)有已抽穗但未開花、邊抽穗邊開花、未抽穗但已開花三種狀態(tài)，選用何種狀態(tài)的親本做雜交，根據(jù)組合視具體情況而定；另一方面，甘蔗試驗田的面積通常很大，而甘蔗的花期都較短，尤其是開花期甘蔗長得特別高，人眼很難識別甘蔗的開花狀態(tài)，為了能挑選到合適的植株用于雜交實驗，實驗人員通常會用望遠鏡觀察甘蔗花穗，這個操作非常麻煩，且用望遠鏡觀察的結果也不準確，直接下田觀察比較準確，但是需要把甘蔗砍下來才能分別開花狀態(tài)，這樣一來工作強度大，且造成很多植株不必要浪費。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術問題是：提供一種判斷甘蔗開花狀態(tài)的裝置及方法，以解決上述問題。

2、本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案如下：一種判斷甘蔗開花狀態(tài)的裝置，包括：位移機構、握持機構、升降機構、拍照機構、機殼、旋轉機構和遠程控制機構；所述機殼設置在所述位移機構上，所述升降機構設置在所述機殼內(nèi)，所述旋轉機構轉動安裝在所述升降機構頂端，所述握持機構可伸縮地設置在所述旋轉機構內(nèi)，且在伸出時與甘蔗莖稈適配卡接，所述拍照機構可上下位移地設置在所述握持機構上，所述遠程控制機構與所述位移機構、所述握持機構、所述升降機構、所述拍照機構和所述旋轉機構連接。

3、本發(fā)明的有益效果是：位移機構有利于驅動裝置在田間位移，并配合旋轉機構選取甘蔗植株，握持機構有利于以所選取的甘蔗植株莖稈為走勢，并在升降機構的抬升作用下將握持機構以及設置在握持機構上的拍照機構抬升至甘蔗植株頂端的花穗?yún)^(qū)，拍照機構則有利于對花穗進行拍照，并將花穗照片傳輸給遠程控制機構用于判斷開花狀態(tài)，本發(fā)明不僅有利于在試驗田中實現(xiàn)機械化觀察甘蔗開花狀態(tài)，降低了實驗人員的勞動強度，還提高了對甘蔗花穗觀察的精準性，增加了雜交實驗的可靠性。

4、在上述技術方案的基礎上，本發(fā)明還可以做如下改進。

5、進一步，所述旋轉機構包括：轉動殼體、安裝殼體、轉動電機和轉動軸；所述轉動電機設置在所述安裝殼體內(nèi)，所述轉動軸豎直設置在所述轉動殼體中間，所述轉動電機的輸出軸與所述轉動軸連接，所述遠程控制機構與所述轉動電機連接。

6、采用上述進一步方案的有益效果是：轉動電機配合轉動軸有利于將握持機構在空間中實現(xiàn)轉動，從而使握持機構對準甘蔗種植道中的甘蔗莖稈。

7、進一步，所述升降機構包括升降電機和升降桿；所述升降電機設置在所述機殼內(nèi)，所述升降電機與所述升降桿連接，所述安裝殼體設置在所述升降桿的頂端，所述遠程控制機構與所述升降電機連接。

8、采用上述進一步方案的有益效果是：升降電機有利于驅動升降桿升降，從而實現(xiàn)對旋轉機構、握持機構和拍照機構的升降。

9、進一步，所述握持機構包括：電動伸縮缸、握持臂、握持卡爪和蓋板；所述電動伸縮缸設置在所述轉動殼體內(nèi)，所述握持臂的兩端一一對應與所述電動伸縮缸的輸出軸和所述握持卡爪連接，所述蓋板可彎折地設置在所述握持臂頂端，所述遠程控制機構與所述電動伸縮缸連接。

10、采用上述進一步方案的有益效果是：電動伸縮缸有利于將握持臂和握持卡爪推出至與甘蔗莖稈卡接，從而實現(xiàn)以甘蔗莖稈的走向為路徑，并在升降機構的作用下位移至甘蔗頂端的花穗?yún)^(qū)。

11、進一步，所述握持臂上設置有升降孔，所述升降孔為上下方向的通孔，所述蓋板設置在所述升降孔上方。

12、采用上述進一步方案的有益效果是：蓋板有利于在拍照機構未上升至握持臂頂端時將升降孔遮住，避免在沿著甘蔗莖稈上升過程中甘蔗葉等雜質進入升降孔損壞攝像頭。

13、進一步，所述拍照機構包括：攝像頭、升降齒條、限位槽、動力齒輪和動力電機；所述限位槽為設置在所述升降孔內(nèi)壁上的凹槽狀結構，所述升降齒條為一端設置有齒形結構的條狀結構，所述升降齒條可上下位移地與所述升降孔內(nèi)壁抵接，所述動力電機設置在所述握持臂內(nèi)部，且輸出軸與所述動力齒輪連接，所述動力齒輪與所述升降齒條設置有齒形結構的一端嚙合，所述攝像頭安裝在所述升降齒條遠離齒形結構的一端，所述攝像頭遠離所述升降齒條的一端與所述限位槽適配卡接，所述遠程控制機構與所述攝像頭和所述動力電機連接。

14、采用上述進一步方案的有益效果是：動力齒輪和升降齒條嚙合有利于在動力電機的動力下將安裝在升降齒條上的攝像頭在升降孔中上下位移，從而在握持機構上升至甘蔗頂端花穗?yún)^(qū)后，將攝像頭上升至握持臂頂端對花穗進行拍照。

15、進一步，所述蓋板為柔性板狀結構，所述蓋板的一端固定在所述握持臂頂端。

16、采用上述進一步方案的有益效果是：柔性蓋板有利于在攝像頭上升過程中將蓋板頂開，并在攝像頭下降至升降孔內(nèi)后自動遮住升降孔，實現(xiàn)對攝像頭的保護。

17、進一步，所述位移機構為多個設置在所述機殼底部的輪狀結構，所述遠程控制機構與所述位移機構連接。

18、采用上述進一步方案的有益效果是：位移機構有利于驅動裝置在試驗田中位移至所選定的檢測位置，以及在對單個甘蔗植株檢測結束后位移到握持機構與另一個甘蔗莖稈卡接，避免了實驗人員下田檢測，降低了實驗人員勞動強度。

19、一種判斷甘蔗開花狀態(tài)的方法，包括以下步驟：

20、s1：利用位移機構將裝置位移到相鄰兩個甘蔗種植道之間；

21、s2：位移機構在相鄰兩個甘蔗種植道之間前后運動，并利用旋轉機構將握持機構對準步驟s1中任意一個甘蔗種植道上的甘蔗莖稈；

22、s3：握持機構伸出，并與步驟s2中甘蔗種植道上的甘蔗莖稈適配卡接；

23、s4：利用升降機構將握持機構沿著甘蔗莖稈向上位移至頂端的花穗?yún)^(qū)；

24、s5：拍照機構上升至握持機構頂端，并對甘蔗花穗進行拍照；

25、s6：拍照機構將所拍攝的花穗照片傳輸給遠程控制機構；

26、s7：遠程控制機構判斷步驟s2中握持機構所卡接甘蔗的花穗是否滿足雜交要求；

27、s8：若滿足雜交要求則遠程控制機構將判斷結果傳輸給操作者，若不滿足雜交要求則重復上述步驟2-7。

28、本發(fā)明的有益效果是：通過位移機構、旋轉機構和握持機構選定甘蔗后，在升降機構和拍照機構的作用下，有利于對甘蔗頂端的花穗進行拍照，拍照機構與遠程控制機構之間的數(shù)據(jù)傳輸，以及遠程控制機構對所傳輸數(shù)據(jù)的判斷有利于實現(xiàn)對甘蔗開花狀態(tài)的檢測，從而得出所選定甘蔗的花粉是否符合雜交實驗的結果。

29、進一步，在步驟s7中，遠程控制機構將花穗照片與數(shù)據(jù)庫中邊抽穗邊開花狀態(tài)的照片進行對比，若兩者相似度大于預設值，則花穗為邊抽穗邊開花狀態(tài)，滿足雜交要求。

30、采用上述進一步方案的有益效果是：有利于將所拍攝的花穗照片與數(shù)據(jù)庫已經(jīng)存儲的甘蔗的三種不同開花狀態(tài)進行比對，從而判斷所選定的甘蔗花穗是否滿足雜交要求。