Sistem Analisis Imej Fenotip Tumbuhan PlantScreen (Penghantaran Automatik Tumbuhan)

PlantScreenSistem pengimejan fenotip tumbuhan dibangunkan dan dihasilkan oleh syarikat Czech PSI.Menggabungkan pelbagai teknologi canggih seperti budaya pintar tumbuhan LED, sistem kawalan automatik, analisis pengukuran imej fluorescens klorofil, analisis imej termal tumbuhan, analisis imej inframerah dekat tumbuhan, analisis spektrum tinggi tumbuhan, pengurusan pengenalan kod bar automatik, imej 3D warna sebenar RGB, sistem timbang dan pengairan automatik,Mencapai sejumlah besar sampel tumbuhan dengan cara yang optimum - dari mustar, jagung hingga pelbagai jenis analisis imej ekologi dan morfostruktur fisiologi tumbuhan lain, untuk pengukuran analisis imej fenotip tumbuhan aliran tinggi, pengukuran analisis imej tindak balas paksaan tumbuhan, pengukuran analisis pertumbuhan tumbuhan, penyelidikan ekotoksikologi, pengenalan ciri-ciri dan penyelidikan analisis ekologi fisiologi tumbuhan. Penghantaran Automatik TumbuhanPlantScreenSistem ini terutamanya digunakan untuk sampel tumbuhan tinggi 0-40cm.

PlantScreenSistem ini termasuk fungsi analisis imej berikut:

1.Analisis imej fluorescens klorofil: kawasan imej tunggal 35x35cm, parameter pengukuran imej termasuk Fo, Fm, Fv, Fo’, Fm’, Fv’, Ft, Fv/Fm, Fv’/Fm’, Phi_PSII, NPQ, qN, qP, Rfd Tunggu berpuluh-puluh parameter fluorescens klorofil

2.RGBAnalisis imej: Parameter pengukuran imej termasuk:

1)Kawasan Daun (Leaf Area): Useful for monitoring growth rate）

2)Ketekatan/Ketekatan Tumbuhan (Solidity/Compactness). Ratio between the area covered by the plant’s convex hull and the area covered by the actual plant）

3)Perimeter Daun (Leaf Perimeter): Particularly useful for the basic leaf shape and width evaluation (combined with leaf area)）

4)Kelebihan (Eccentricity): Plant shape estimation, scalar number, eccentricity of the ellipse with same second moments as the plant (0...circle, 1...line segment)）

5)Bulatan (Roundness): Based on evaluating the ratio between leaf area and perimeter. Gives information about leaf roundness）

6)Indeks Lebar Daun Sederhana (Medium Leaf Width Index): Leaf area proportional to the plant skeleton (i.e. reduction of the leaf to line segment)）

7)叶片细长度SOL (Langsung Daun)

8)Diameter bulatan tumbuhan (circle diameter). Diameter of a circle with the same area as the plant）

9)Kawasan Hull Convex. Useful for compactness evaluation）

10)Pusat Tumbuhan (Centroid). Center of the plant mass position (particularly useful for the eccentricity evaluation)）

11)Jarak antara nodal (internodal distance)

12)Tinggi Pertumbuhan (Growth Height)

13)Ketinggian dan Lebar Maksimum Tumbuhan dalam 3 Dimensi

14)Kadar Pertumbuhan Relatif (Relative Growth Rate)

15)Sudut Daun (Leaf Angle)

16)Bilangan Daun pada Node

17)Parameter lain seperti segmen warna untuk penilaian kecergasan tumbuhan, indeks hijau dan lain-lain

3.Analisis Imej Spektral Tinggi (Pilihan) untuk imej dan menganalisis parameter berikut:

1)Indeks Vegetation Perbezaan Normalisasi (NDVI)

2)Indeks Nisbah Mudah (Simple Ratio Index)Equation: SR = RNIR / RRED）

3)Indeks Penyerapan Chlorophyll dalam Reflectance (MCARI1)
Equation: MCARI1 = 1.2 * [2.5 * (R790- R670) - 1.3 * (R790- R550)]）

4)Indeks Vegetati Tanah yang Dioptimumkan (OSAVI)
, Equation: OSAVI = (1 + 0.16) * (R790- R670) / (R790- R670 + 0.16)）

5)Indeks Hijau (G)Equation: G = R554 / R677）

6)Indeks Penyerapan Chlorophyll dalam Reflectance (MCARI)
Equation: MCARI = [(R700- R670) - 0.2 * (R700- R550)] * (R700/ R670)）

7)Indeks CAR Terubah (TCARI), Equation: TSARI = 3 * [(R700- R670) - 0.2 * (R700- R550) * (R700/ R670)]）

8)Indeks Vegetation Segitiga (TVI), Equation: TVI = 0.5 * [120 * (R750- R550) - 200 * (R670- R550)]）

9)ZMIIndeks Zarco-Tejada dan Miller (ZMI)Equation: ZMI = R750 / R710）

10)Indeks Pigment Nisbah Mudah (SRPI)Equation: SRPI = R430 / R680）

11)Indeks Normalisasi Phaeophytinisasi (NPQI)Equation: NPQI = (R415- R435) / (R415+ R435)）

12)Indeks Refleksi Fotokimia (PRI)Equation: PRI = (R531- R570) / (R531+ R570)）

13)Indeks Klorofil Pigment Normalisasi (NPCI), NPCI = (R680- R430) / (R680+ R430)）

14)CarterIndeks Carter
, Equation: Ctr1 = R695 / R420; Ctr2 = R695 / R760）

15)LichtenthalerIndeks Lichtenthaler, Equation: Lic1 = (R790 - R680) / (R790 + R680); Lic2 = R440 / R690）

16)SIPIIndeks Pigment Intensif Struktur (SIPI)Equation: SIPI = (R790- R450) / (R790+ R650)）

17)Gitelson-MerzlyakIndeks Gitelson dan Merzlyak, Equation: GM1 = R750/ R550; GM2 = R750/ R700）

4.Analisis imej termal (pilihan): digunakan untuk analisis imej pengedaran haba 2D tumbuhan dalam keadaan radiasi cahaya, penyebaran haba yang baik boleh membolehkan tumbuhan menahan radiasi cahaya tinggi atau keadaan air rendah (kekeringan) untuk masa yang lama

5.Analisis imej inframerah dekat (pilihan): digunakan untuk memerhatikan dan menganalisis keadaan kelembapan tumbuhan dan variasi pengedaran mereka di antara tisu yang berbeza, tumbuhan dalam keadaan pengairan yang baik menunjukkan penyerapan yang tinggi terhadap spektrum inframerah dekat, manakala tumbuhan dalam keadaan kering menunjukkan refleksibiliti yang tinggi terhadap spektrum inframerah dekat, melalui perisian analisis boleh memantau dinamik proses keseluruhan analisis dari paksaan kering hingga proses pengairan semula dan tindak balas tumbuhan terhadap paksaan kering dan kecekapan penggunaan kelembapan, dan membentuk imej palsu, boleh melakukan kajian analisis yang berkaitan dengan indeks morfologi tumbuhan dan indeks fluoresensi klorofil.

Konfigurasi dan prinsip kerja sistem:

Sistem keseluruhan terdiri daripada sistem penghantaran tumbuhan automatik, bilik penyesuaian cahaya, pengimejan RGB, FluorCamImej fluoresensi klorofil, imej spektrum tinggi, imej termal tumbuhan, imej inframerah dekat tumbuhan, sistem penyebaran dan timbang pengairan automatik, sistem pengenalan tumbuhan dan lain-lain, cahaya penyesuaian tumbuhan dalaman boleh dihantar oleh tali pengangkut ke bilik imej untuk analisis imej dan lain-lain. Seluruh sistem boleh disesuaikan mengikut keperluan sebenar pengguna dan sangat sesuai dengan keperluan sebenar pengguna.

Penunjuk teknikal:

1.Muat dan lepaskan sampel tumbuhan secara automatik，Pengenalan sampel pengesanan dengan kod bar atau tag RFID

2.Bilik penyesuaian cahaya: untuk penyesuaian cahaya atau budaya tumbuhan, sumber cahaya LEDKekuatan cahaya sehingga 1000 μmol / m².s， Tiada kesan haba, kekuatan 0-100% boleh laras, perubahan kitaran cahaya pra-tetap melalui program eksperimen, boleh dilengkapi dengan jenis umum atau khas seperti bilik pemerhatian pertumbuhan beras dan lain-lain, juga boleh dilengkapi dengan fungsi analisis imej imbasan 3D (termasuk sistem imej imbasan 3D XYZ dan perisian)

3.Rangka palet standard 35 × 30cm, untuk meletakkan tumbuhan periuk atau palet yang boleh meletakkan beberapa periuk bunga kecil, setiap palet boleh meletakkan 20 periuk budidaya tumbuhan standard (58mm × 58mm × 95mm), periuk bunga maksimum L35cm × W28cm boleh disesuaikan

4.Sistem penghantaran automatik membentuk saluran penghantaran cincin dari bilik penyesuaian cahaya ke bilik imej, tali pengangkut menggunakan motor asinkron tiga fasa penghantaran peralatan, 200-1000W, lebar jalur penghantaran 320mm, kekuatan beban 130kg, kelajuan 9m / min

5.Unit pemprosesan pusat sistem kawalan mudah alih: CJ2M-CPU33; Digital I/O: Maksimum 2560 titik Komunikasi PLC: PC mewah melalui Ethernet 100Mb / s; OMRON MECHATROLINK-II maksimum 16 paksi penentuan tepat

6.Bilik pengukuran imej tumbuhan: 150cm (panjang) × 150cm (lebar) × 220cm (tinggi), dengan cahaya persekitaran yang terisolasi (cahaya-terisolasi), pintu yang dibuka dan ditutup secara automatik dengan cepat, kitaran pembukaan dan penutupan kurang daripada 3 saat, sistem penginderaan skrin cahaya, pengenal kod bar dan pembaca RFID

7.Unit imej bilik standard dengan ketinggian 0-50cm boleh laras, boleh dilengkapi dengan ketinggian julat 100cm atau lebih tinggi untuk mengkaji tumbuhan yang tinggi, jarak fokus standard julat 22-27cm

8.RFIDJarak pengenalan pembaca: 2-20cm; Komunikasi: RS485; Pengenal kod bar boleh membaca 1D, 2D dan kod QR, dengan sumber cahaya LED untuk pengenalan cahaya lemah, komunikasi RS485

9.Pelanggan menyesuaikan sistem skrin cahaya F3EM2, mengukur dengan tepat ketinggian dan lebar tumbuhan untuk memasuki kamera belakang bilik pengukuran imej dengan kedudukan yang tepat secara automatik, julat pengukuran 150cm, resolusi 5mm; pengukuran laser standard 0-50cm, ketepatan 5mm

10. Imej fluoresensi klorofil: termasuk bilik imej terpisah, membuka dan menutup pintu secara automatik, tali pengangkut、 PLC mengawal sistem fokus bergerak automatik atas dan bawah, papan sumber cahaya LED 73 × 73cm yang besar, roda penapis 7 bit dan lain-lain, kawasan imej tunggal 35 × 35cm, mengukur cahaya oren 620nm, cahaya fotokimia panjang gelombang ganda oren dan putih, kilat cahaya tepu putih, kekuatan cahaya maksimum 3600 μmol.m-2 .s-1, resolusi lensa 1360 × 1024 piksel

11.pengairan automatik dan timbangan,5 periuk tanaman tumbuhan boleh disiram dan ditimbang secara bersamaan, ketepatan ± 1g; disiram dengan tepat selepas menimbang, proses pengairan (rejim) atau keadaan kekeringan yang ditetapkan melalui prosedur eksperimen (protokol), juga boleh dilengkapi dengan sistem bekalan nutrien pilihan dengan pengairan kuantitif nutrien tumbuhan (seperti baja nitrogen dan lain-lain); Penyelesaian sifar automatik sebelum timbangan, juga boleh dikalibrasi semula secara automatik dengan item berat yang diketahui (seperti kilogram); Tahap Perlindungan: IP66

12. Sistem timbangan khusus pelanggan terdiri daripada 4 unit timbangan, had beban keselamatan: 150% Ln; pampasan suhu: -10-40 ° C, julat pengukuran standard 7kg, pilihan 10kg, 15kg atau 20kg; sistem timbangan standard digunakan untuk menimbang dengan tepat periuk budidaya tumbuhan standard, berat maksimum 300g, resolusi 1g, ketepatan 0.5g, parameter pengukuran termasuk berat sebenar, jumlah pengairan dan lain-lain

13. RGBImej: bahagian atas dan sisi imej 3D (3 kamera), setiap kamera mempunyai kawalan kawalan berasingan untuk menetapkan masa pendedahan, keuntungan, keseimbangan putih dan lain-lain, dengan kekunci snapshot kawalan kawalan kawalan kawalan kawalan kawalan kawalan kawalan kawalan kawalan kawalan kawalan kawalan kawalan kawalan kawalan kawalan kawalan kawalan kawalan kawalan kawalan kawalan kawalan kawalan kawalan kawalan kawalan kawalan kawalan kawalan kawalan kawalan kawalan kawalan kawalan kawalan kawalan kawalan kawalan kawalan kawalan kawalan kawalan kawalan kawalan kawalan kawalan kawalan kawalan kawalan kawalan kawalan kawalan kawalan kawalan kawalan kawalan

14.RGBSistem imej termasuk bilik imej (pengasingan cahaya), tali pengangkut dan sensor kedudukan, 3 kamera, sumber cahaya dan perisian analisis imej dengan kawasan imej35 standardx 35cm, julat fokus 22-27cm, LED cahaya putih sejuk (tidak mempunyai kesan haba pada tumbuhan)

15.Kamera Ethernet USB standard dengan piksel berkesan 2592× 1944, resolusi bit 12 bit, kecekapan kuantum cahaya: puncak cahaya biru 465nm, puncak hijau 540nm, puncak merah 610nm; lensa optik 28mm, kaliber 43.2mm, julat apertur 2.8-F16

16. NIRUnit pencitraan inframerah dekat: pita penyerapan air 1450-1600nm yang boleh dicatat untuk mencerminkan keadaan kelembapan tumbuhan, menunjukkan nilai penyerapan NIR yang tinggi dalam keadaan bekalan air yang berlimpah, refleks NIR yang tinggi dalam keadaan tekanan kekeringan, pencitraan warna palsu NIR boleh mencerminkan dan menganalisis keadaan kelembapan tumbuhan melalui perisian

17.Unit imej spektrum tinggi termasuk bilik pengukuran imej pengasingan optik, pintu automatik terbuka dan ditutup, tali pengangkut, lensa fokus bergerak automatik kawalan PLC termasuk lensa SWIR dan VNIR, sumber cahaya, sistem analisis imej dan lain-lain, pita lensa VNIR 380nm-1000nm, aperture F / 0.2, lebar celah 25μm, panjang celah 18mm, kelajuan bingkai 12-236 fps; Jalur lenta SWIR 900-2500nm, aperture F / 0.2, lebar celah 25μm, panjang celah 18mm, kelajuan bingkai 60 atau 100 fps, kawasan imej 35 × 35cm

18.Pengguna boleh memilih pengimejan SWIR, pengimejan VNIR atau pengimejan jalur penuh dua lensa melalui program eksperimen, masing-masing 15 saat untuk pengimejan lensa.

19.Unit imej haba: resolusi 640 × 480 piksel, julat suhu -20-120 ° C, kepekaan NETD < 0.05 ° C @ 30 ° C / 50mK, ketepatan ± 2 ° C, kawasan imej standard sehingga 35 × 35cm, jarak fokus 40-50cm, sumber cahaya putih, kekuatan cahaya maksimum 500 μmol.m-2.s-1, 0-100% boleh laras

20.FS-WIBilik Pertumbuhan Tumbuhan Besar

ØSumber cahaya: LED putih sejuk (6500K) + LED merah jauh (735nm), sumber cahaya lain seperti papan sumber cahaya tiga warna RGB boleh disesuaikan, boleh dikawal 0-100%, saluran aliran gas penyejukan sumber cahaya khusus, boleh diprogram untuk simulasi perubahan kitaran siang dan malam, perubahan alam semula jadi cahaya matahari terbit dan terbenam dan pelbagai perubahan sewenang-wenang lain

ØKekuatan cahaya homogen maksimum: 1000µmol (foton) / m².s, boleh disesuaikan dengan kekuatan cahaya yang lebih tinggi

ØJulat kawalan suhu: 10 ℃-40 ℃ (kesan kawalan berkaitan dengan kekuatan cahaya dan suhu persekitaran, suhu bilik sehingga 30 ℃), boleh menyesuaikan julat kawalan suhu yang lebih besar, boleh diprogram untuk simulasi perubahan kitaran siang dan malam, perubahan suhu semula jadi seperti matahari terbit dan terbenam dan pelbagai perubahan sewenang-wenang lain

ØJulat kawalan kelembapan: 40-80% ± 7% (kesan kawalan berkaitan dengan kekuatan cahaya), boleh diprogram untuk mensimulasikan perubahan kitaran siang dan malam, perubahan kelembapan dalam alam semula jadi seperti matahari terbit dan terbenam dan pelbagai perubahan sewenang-wenang lain

21.Sistem Kawalan dan Analisis Pengambilan Data:

ØAntara muka grafik mesra pengguna

ØProtokol pengukuran automatik yang ditakrifkan pengguna dan boleh diedit

ØMySQLSistem pengurusan pangkalan data yang boleh mengendalikan pangkalan data besar dengan puluhan juta rekod, menyokong pelbagai enjin penyimpanan, data yang berkaitan disimpan secara automatik dalam jadual yang berbeza dalam pangkalan data

ØFungsi pendaftaran kod tumbuhan: termasuk kod pengenalan tumbuhan, kod pengenalan palet dan lain-lain disimpan dalam pangkalan data, mengekstrak kod bar bacaan automatik atau tag RFID apabila mengukur secara automatik

ØAntara muka operasi skrin sentuh, memaparkan bilangan palet tumbuhan dalam talian, kekuatan cahaya, analisis keadaan pengukuran dan hasil, dan lain-lain, dengan mudah mengawal sepenuhnya semua bahagian mekanikal dan stesen kerja imej melalui perisian

ØSemua pengukuran boleh dilakukan dengan program lalai, proses kerja tersuai boleh dicipta dengan alat pembangunan atau secara manual mengaktifkan atau mematikan sumber cahaya LED, pengimbasan muka RGB, pengimbasan fluorescens klorofil, timbangan dan pengairan dan banyak lagi

ØProtokol mempunyai kekunci permulaan, kekunci akhir dan kekunci penghentian

ØPergerakan sampel tumbuhan dan aktivasi stesen imej tunggal dikawal secara automatik mengikut keperluan eksperimen

ØAnalisis pertumbuhan digital RGB dengan 3 sudut pandang kamera termasuk analisis ambang dan analisis warna

ØUntuk imej pengimejan fluorescens klorofil, perisian boleh melakukan analisis parameter pemadaman secara kumpulan yang mengandungi purata kawasan minat pengguna dan nilai piksel pada imej yang dikeluarkan di latar belakang. Data analisis disimpan dalam pangkalan data dalam bentuk imej asal dan data analisis.

ØUntuk imej haba FIR, imej 16 bit boleh dieksport secara langsung ke MATLAB atau menghasilkan imej palsu dengan pengedaran suhu melalui perisian.

Tempat asal:Eropah