一、產(chǎn)品介紹

龍門式高通量表型采集分析平臺是針對植物表型在基因&環(huán)境互作下呈現(xiàn)時空動態(tài)變化特點，研發(fā)的一款長期連續(xù)動態(tài)監(jiān)測植株表型的田間軌道式表型監(jiān)測設(shè)備。中央成像單元支持配置多種類型成像傳感器，有效保障平臺與建設(shè)需求的高度適配。可實現(xiàn)大田環(huán)境下作物生長過程中器官尺度的表型特征和生理參數(shù)變化的連續(xù)測量，可開展光合作用效率、脅迫與抗脅迫等生理性狀的表型高通量分析與耐脅迫品種篩選等研究。

二、功能特點

(1) 多場景應(yīng)用：可進(jìn)行田間或室內(nèi)場景下的作物高通量表型參數(shù)的采集與應(yīng)用，適應(yīng)田間環(huán)境、作物栽培要求、用戶實驗要求以及作物生理要求，滿足不同種植密度的田間作業(yè)需求，可用于實驗應(yīng)用中的生長研究、逆境響應(yīng)、病害研究等多種場景。?

(2) ?多模態(tài)成像系統(tǒng)?：可選配RGB、多光譜、熱成像、及葉綠素?zé)晒獬上衲K，支持葉片形態(tài)、葉綠素含量及水分脅迫檢測。

(3) XYZ三軸自動移動：系統(tǒng)基于PCL全自動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)中央成像單元全程自動化移動和采集運行，減少人工操作誤差。

(4) 配備數(shù)據(jù)采集與分析軟件：集成多種光學(xué)傳感器采集接口，可在軟件上操作系統(tǒng)進(jìn)行全自動運行和各成像單元的采集與分析，分析結(jié)果自動儲存到實驗數(shù)據(jù)。

(5) 高通量數(shù)據(jù)采集：高度集成多類型、多維度成像單元的采集與分析，單日可處理超5000株樣本（根據(jù)成像配置）。

(6) 自動化參數(shù)解析：系統(tǒng)自動內(nèi)置作物解析模型算法，根據(jù)搭載的成像模塊直接自動解析100多項植物表型參數(shù)和生理參數(shù)；

(7) 搭載AI算法分析：對測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步AI分析，生成生長曲線與脅迫響應(yīng)圖譜，可生成PDF報告及可視化圖表，兼容R語言統(tǒng)計工具?。

(8) ?環(huán)境控制與擴(kuò)展功能?：配備自動稱重、澆水和農(nóng)藥噴灑系統(tǒng)，集成氣象環(huán)境、土壤墑情監(jiān)測模塊，支持長期監(jiān)測并采集植物生長周期環(huán)境數(shù)據(jù)?。

(9) 安全設(shè)計：系統(tǒng)具有限位裝置、急停按鈕等安全保護(hù)裝置，配有故障警報裝置，保障操作安全性，停機(jī)、故障、離線等情況不影響系統(tǒng)穩(wěn)定性。

(10) 數(shù)據(jù)安全：數(shù)據(jù)采用安全傳輸模式，儲存空間無限擴(kuò)容，保障用戶需求的同時保障數(shù)據(jù)安全。

(11) 定制化設(shè)計：可配合用戶實驗開展需求設(shè)計，根據(jù)不同作物定制化不同實驗檢測方案，定制化軟件開發(fā)，所有軟件保證永久更新升級。

(12) ?環(huán)境適應(yīng)性?：軌道系統(tǒng)采用防腐涂層與密封軸承，支持全天候田間運行?。

(13) ?多光譜成像?：集成可見光（RGB）、近紅外（NIR）及紅外熱成像（Thermo-RGB）傳感器，分辨率達(dá)4112×3008（1230萬像素），支持葉片形態(tài)（長、寬、面積）和冠層溫度動態(tài)分析?。

(14) ?高光譜成像?：覆蓋400-2500 nm光譜范圍，支持葉綠素?zé)晒猓⊿IF）和生理生化參數(shù)（如氮含量、水分脅迫）的非損傷檢測?。

(15) ?3D形態(tài)分析?：通過激光掃描或旋轉(zhuǎn)裝置實現(xiàn)植株三維重建，可測量株高、冠層覆蓋度及陰影效應(yīng)等參數(shù)?。

(16) 形態(tài)表型參數(shù):株高、葉面積、冠層覆蓋度、葉傾角、綠葉總面積，黃葉總面積，綠葉面積比，葉片衰老程度等

(17) 生理表型參數(shù):NDVI、Clgreen等多個與葉綠素/氮含量等生理相關(guān)植被指數(shù)

(18) 冠層溫度參數(shù)：冠層溫度、冠氣溫差等

(19) 葉綠素?zé)晒鈪?shù)：Fv/Fm、PSII等

三、技術(shù)參數(shù)

(1) 龍門移動單元（立柱軌道）

①　龍門架尺寸：跨度 2~12 m，長度20m，可定制化設(shè)計

②　龍門架高度：3~6m，可定制化設(shè)計

③　最大承載能力：200 kg

④　軌道重復(fù)定位精度：±0.5 mm

⑤　運行速度： 0~4m/秒，變頻調(diào)速

⑥　工作環(huán)境：溫度范圍：-20~50℃，濕度范圍：30%~90%RH

(2) 可見光成像單元

①傳感器類型：全彩高分辨率RGB工業(yè)相機(jī)

②相機(jī)像素：1230 萬像素

③測量參數(shù)：包含作物總面積、綠葉面積、綠葉面積占比、分形維數(shù)、內(nèi)接矩面積、內(nèi)接矩寬度、高度、周長面積比、總面積最小內(nèi)接矩面積比、凸包面積、可見葉片邊緣長度、作物持綠特性、卷葉程度、枯死葉比例、植株緊湊度、植株伸展度、株型分散度等。

(3) 光譜成像單元

①　高光譜成像波長范圍：400~2500 nm（400~1000nm，900~1700nm，1000-2500nm）

②　多光譜成像波長范圍：4/6/8通道波段（400~1000nm）

③　光譜分辨率：5.5nm（高光譜）

④　測量參數(shù)：計算植物冠層光譜特征曲線，以及光譜指數(shù)如NDVI、GVI等三十個常用植被指數(shù)的獲取，葉綠素含量、冠層氮含量等生物學(xué)參數(shù)的分析，用于解析植物組分含量變化、營養(yǎng)狀況以及病害發(fā)生情況。

(4) 激光雷達(dá)單元

①激光等級：一級安全激光

②測距范圍：0.1~20m

③采集視場角：水平360°，垂直300°

④測量精度：<3mm@1m

⑤測量參數(shù)：株高、葉面積、葉面積指數(shù)、投影面積、植物群冠層覆蓋度、植物群冠層高度均值、植物群冠層幅長均值、植物群冠層幅寬均值、葉面積密度等。

(5) 紅外熱成像單元

①　測溫范圍：-40至+150℃，+100至+650℃，+300至+2000℃（可選）

②　測溫精度：±2℃或讀數(shù)的±2%

③　分辨率：640* 480pixel

④　焦距：24.6mm或類似

⑤　熱靈敏度/NETD：<0.05℃@+30℃/50mK

⑥　空間分辨率（IFOV）：0.68mrad

⑦　探測器像素間距：17μm

⑧　探測時間常數(shù)：典型值8ms

⑨　測量參數(shù)：可計算冠層平均溫度、最高溫度、最低溫度，可形成溫度分布圖、區(qū)域溫度分析。