一、溫室型高通量植物表型采集分析平臺(tái)介紹
溫室型高通量植物表型采集分析平臺(tái)是一套針對(duì)大中型溫室條件下集植物表型圖像采集與參數(shù)分析功能于一體的高通量平臺(tái)。平臺(tái)采用流水線傳送形式，將植物傳送至成像暗室進(jìn)行成像和解析，通過植物-傳感器-解析的工作模式高效實(shí)現(xiàn)了對(duì)盆栽植株進(jìn)行表型采集與解析。該產(chǎn)品可搭載可見光二維、可見光三維、高光譜等多個(gè)成像單元，可對(duì)突變體進(jìn)行篩選與鑒定，對(duì)植物生長(zhǎng)狀態(tài)進(jìn)行記錄，同時(shí)也可以對(duì)高溫、高鹽、病害、蟲害等逆境條件下植物的形態(tài)、顏色、紋理、長(zhǎng)勢(shì)、組分含量變化進(jìn)行研究。適用于遺傳育種、分子生物學(xué)、植物生理學(xué)、植物病理學(xué)、生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)、植物保護(hù)等研究領(lǐng)域。
二、溫室型高通量植物表型采集分析平臺(tái)組成
自動(dòng)化傳送單元+多維傳感融合圖像成像單元+邊緣計(jì)算與解析單元+數(shù)據(jù)管理單元
三、溫室型高通量植物表型采集分析平臺(tái)功能特點(diǎn)
1. 多場(chǎng)景應(yīng)用：適用于多種室內(nèi)場(chǎng)景下的植物高通量的采集與應(yīng)用；可應(yīng)用于對(duì)溫室控制條件下，對(duì)實(shí)驗(yàn)應(yīng)用中的植株長(zhǎng)勢(shì)、逆境響應(yīng)、病害等級(jí)分析等多種場(chǎng)景；
2. 高度集成：系統(tǒng)可集成可見光二維、可見光三維與高光譜成像單元，可全自動(dòng)、高通量對(duì)植物樣品進(jìn)行可見光成像和高光譜成像；
3. 自動(dòng)傳送系統(tǒng)：系統(tǒng)采用全自動(dòng)傳送裝置，配備智能化圖像采集模塊，系統(tǒng)運(yùn)行全程自動(dòng)化，減少人工操作誤差；
4. 數(shù)據(jù)自動(dòng)采集：系統(tǒng)支持配套植物樣本自動(dòng)識(shí)別碼，植株移動(dòng)到目標(biāo)位置時(shí)自動(dòng)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，并自動(dòng)記錄對(duì)應(yīng)設(shè)備的采集數(shù)據(jù)；
5. 樣品稱重及生物量計(jì)算：可選配稱重模塊，樣品傳送過程中高精度傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)重量的測(cè)定；
6. 自動(dòng)化參數(shù)解析：系統(tǒng)自動(dòng)內(nèi)置作物解析模型算法，根據(jù)可見光二維、可見光三維、高光譜等模塊直接自動(dòng)解析多項(xiàng)植株株型、顏色、紋理等參數(shù)；全角度多機(jī)位圖像自動(dòng)采集，無需手動(dòng)標(biāo)定，自動(dòng)根據(jù)植物構(gòu)建高精度三維模型；
7. 數(shù)據(jù)傳輸與存儲(chǔ)管理：系統(tǒng)支持在本地搭建局域網(wǎng)絡(luò)/公網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集端PC端到數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的自動(dòng)化上傳、自動(dòng)化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理、自動(dòng)化高效解析。
8. 數(shù)據(jù)安全：數(shù)據(jù)采用安全傳輸模式，儲(chǔ)存空間無限擴(kuò)容，保障用戶需求的同時(shí)保障數(shù)據(jù)安全。
四、 各成像單元測(cè)量參數(shù)及應(yīng)用領(lǐng)域
成像單元 | 測(cè)量參數(shù) | 應(yīng)用領(lǐng)域/場(chǎng)景 |
可見光二維成像單元 | 1.獲取輪廓面積（頂視、側(cè)視）、凸包面積（頂視、側(cè)視）、冠層高度、冠幅、卷葉程度、葉頂點(diǎn)數(shù)、持綠程度、衰老程度、緊實(shí)度、偏心率、體積、生物量等 2. 高清測(cè)量植物顏色與真實(shí)紋理 | 1. 可分析植物基本形態(tài)，可用于突變體篩選/品種差異對(duì)比等場(chǎng)景 2. 可測(cè)量持綠程度、衰老程度等顏色信息，可應(yīng)用于分析逆境脅迫響應(yīng)、植物健康狀態(tài)，植物病蟲害分析等 |
可見光三維成像單元 | 1. 基于可見光圖像進(jìn)行三維建模，生成高精度植物三維模型 2. 分析植物整體形態(tài)，基于三維模型準(zhǔn)確獲取植物冠層高度、冠幅、冠高比等形態(tài)參數(shù) 3. 整體分析植物的顏色分布 4. 整體分析植物的體積、表面積、生物量變化 | 1. 對(duì)植物株型進(jìn)行三維結(jié)構(gòu)分析，可應(yīng)用于株型對(duì)產(chǎn)量影響分析、株型與植物健康狀態(tài)相關(guān)性分析、株型突變體篩選等多個(gè)方向的研究 2. 可對(duì)植物生物量進(jìn)行計(jì)算，用于分析植物生長(zhǎng)狀態(tài)變化，建立長(zhǎng)勢(shì)模型，記錄植物生長(zhǎng)與生物量變化過程，用于分析環(huán)境對(duì)植物生物量影響 |
高光譜成像單元 | 1. 植物各部分光譜反射曲線 2. 葉綠素等成分反射峰值 3. 主要光譜指數(shù)（NDVI、RVI、GVI等） 4. 冠層葉綠素含量、冠層氮含量等生物學(xué)參數(shù) | 1. 可通過高光譜成像單元實(shí)現(xiàn)對(duì)植物基本植被指數(shù)的計(jì)算，植被指數(shù)可以反應(yīng)植物生長(zhǎng)狀態(tài)、色素含量、營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)等情況，適用于其產(chǎn)量、育種、脅迫等多種研究工作 2. 可以獲取植物組織的光譜反射率，生成光譜反射曲線。光譜反射曲線趨勢(shì)可以反映植株不同部位或者不同植株的生長(zhǎng)狀態(tài)差異程度 3. 內(nèi)置模型計(jì)算植物冠層葉綠素含量和冠層氮含量，可直接反映植物營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)和健康狀態(tài) 4. 可應(yīng)用于病害研究。病斑部分和健康部分光譜反射曲線發(fā)生改變，通過對(duì)變化趨勢(shì)的研究可以對(duì)病害發(fā)生部分和嚴(yán)重程度進(jìn)行分析 |
五、溫室型高通量植物表型采集分析平臺(tái)技術(shù)參數(shù)
1) 傳送系統(tǒng)
① 傳送速度：13m/min，可根據(jù)需求調(diào)節(jié)
② 定位精度：≤±2mm
③ 電子識(shí)別：RFID，用于對(duì)每盆植物進(jìn)行識(shí)別定位
2) 可見光成像模塊：
成像傳感器 | 高分辨率RGB鏡頭 |
分辨率 | 5120×5120 |
像元尺寸 | 2.5μm×2.5μm |
成像平臺(tái) | 360度旋轉(zhuǎn)平臺(tái) |
成像高度 | 支持多段成像，自定義高度 |
照明光源 | 側(cè)面LED均一光源 |
數(shù)據(jù)傳輸 | 萬兆以太網(wǎng) |
二維單株分析時(shí)間 | ＜5s |
三維單株重構(gòu)與解析時(shí)間 | ＜7min |
3) 高光譜成像模塊：
成像波長(zhǎng)范圍 | 400-1000nm |
照明光源 | 低頻閃高光質(zhì)鹵素?zé)艄庠?/p> |
像素大小 | 5.86μm×5.86μm |
光譜分辨率 | 2.5nm |
光譜帶數(shù)（波段數(shù)） | 1200個(gè)波段 |
圖像分辨率 | 1920×1920 |
入射狹縫寬度 | 25μm |
動(dòng)態(tài)范圍 | 12bit |
成像高度 | 支持自定義高度 |
數(shù)據(jù)傳輸 | USB3.0/千兆以太網(wǎng)（可選） |
高光譜單株分析時(shí)間 | ＜5s |
在線咨詢