龍門式高通量表型采集分析平臺（立柱式）

一、產品介紹

龍門式高通量表型采集分析平臺（立柱式）是針對植物表型在基因&環境互作下呈現時空動態變化特點，研發的一款長期連續動態監測植株表型的田間軌道式表型監測設備。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需求的高度適配。龍門式高通量表型采集分析平臺（立柱式）可實現大田環境下作物生長過程中器官尺度的表型特征和生理參數變化的連續測量，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、多場景應用：可進行田間或室內場景下的作物高通量表型參數的采集與應用，適應田間環境、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需求，可用于實驗應用中的生長研究、逆境響應、病害研究等多種場景。?

2、多模態成像系統?：可選配RGB、多光譜、熱成像、及葉綠素熒光成像模塊，支持葉片形態、葉綠素含量及水分脅迫檢測。

3、XYZ三軸自動移動：系統基于PCL全自動控制系統，實現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、配備數據采集與分析軟件：集成多種光學傳感器采集接口，可在軟件上操作系統進行全自動運行和各成像單元的采集與分析，分析結果自動儲存到實驗數據。

5、高通量數據采集：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（根據成像配置）。

6、自動化參數解析：系統自動內置作物解析模型算法，根據搭載的成像模塊直接自動解析100多項植物表型參數和生理參數；

7、搭載AI算法分析：對測量的數據進行進一步AI分析，生成生長曲線與脅迫響應圖譜，可生成PDF報告及可視化圖表，兼容R語言統計工具?。

8、環境控制與擴展功能?：配備自動稱重、澆水和農藥噴灑系統，集成氣象環境、土壤墑情監測模塊，支持長期監測并采集植物生長周期環境數據?。

9、安全設計：系統具有限位裝置、急停按鈕等安全保護裝置，配有故障警報裝置，保障操作安全性，停機、故障、離線等情況不影響系統穩定性。

10、數據安全：數據采用安全傳輸模式，儲存空間無限擴容，保障用戶需求的同時保障數據安全。

11、定制化設計：可配合用戶實驗開展需求設計，根據不同作物定制化不同實驗檢測方案，定制化軟件開發，所有軟件保證長期更新升級。

12、環境適應性?：軌道系統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4112×3008（1230萬像素），支持葉片形態（長、寬、面積）和冠層溫度動態分析?。

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

15、3D形態分析?：通過激光掃描或旋轉裝置實現植株三維重建，可測量株高、冠層覆蓋度及陰影效應等參數?。

16、形態表型參數：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：NDVI、Clgreen等多個與葉綠素/氮含量等生理相關植被指數

18、冠層溫度參數：冠層溫度、冠氣溫差等

19、葉綠素熒光參數：Fv/Fm、PSII等

三、技術參數

1、龍門移動單元（立柱軌道）

龍門架尺寸：跨度 2~12 m，長度20m，可定制化設計

龍門架高度：3~6m，可定制化設計

最大承載能力：200 kg

軌道重復定位精度：±0.5 mm

運行速度： 0~4m/秒，變頻調速

工作環境：溫度范圍：-20~50℃，濕度范圍：30%~90%RH

2、可見光成像單元

傳感器類型：全彩高分辨率RGB工業相機

相機像素：1230 萬像素

測量參數：包含作物總面積、綠葉面積、綠葉面積占比、分形維數、內接矩面積、內接矩寬度、高度、周長面積比、總面積最小內接矩面積比、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

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

多光譜成像波長范圍：4/6/8通道波段（400~1000nm）

光譜分辨率：5.5nm（高光譜）

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

4、激光雷達單元

激光等級：一級安全激光

測距范圍：0.1~20m

采集視場角：水平360°，垂直300°

測量精度：<3mm@1m

測量參數：株高、葉面積、葉面積指數、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

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

測溫精度：±2℃或讀數的±2%

分辨率：640* 480pixel

焦距：24.6mm或類似

熱靈敏度/NETD：<0.05℃@+30℃/50mK

空間分辨率（IFOV）：0.68mrad

探測器像素間距：17µm

探測時間常數：典型值8ms

測量參數：可計算冠層平均溫度、最高溫度、zui低溫度，可形成溫度分布圖、區域溫度分析。