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當(dāng)前位置：浙江托普云農(nóng)科技股份有限公司>>植物數(shù)字表型采集分析系統(tǒng)>>植物生長監(jiān)測系統(tǒng)>> 逆境模擬及植物生長監(jiān)測平臺
一,、產(chǎn)品介紹
逆境模擬及植物生長監(jiān)測平臺是一套高通量,，以多維度傳感器和人工智能算法為基礎(chǔ)的高精度環(huán)境監(jiān)測與表型鑒定系統(tǒng)，可以完成整個植物生長周期中不同環(huán)境下的植物生長關(guān)鍵表型因子的測量,。連續(xù)獲取環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)。逆境模擬及植物生長監(jiān)測平臺并基于人工智能算法對獲取的多維度數(shù)據(jù)開展深度挖掘,。
二,、 產(chǎn)品組成
智能化栽培單元+流水線自動化傳送單元+多維傳感融合圖像成像單元+邊緣計算與解析單元+數(shù)據(jù)管理單元
1) 智能化栽培單元
環(huán)境因子監(jiān)測：利用土壤類、氣象類傳感器,，連續(xù)監(jiān)控土壤水份,、土壤溫度溫度、土壤鹽分,、土壤PH,、土壤氧氣、空氣溫濕度,、二氧化碳濃度等,；
智能化灌溉：可支持自定義設(shè)置周期性水肥計劃，實現(xiàn)對灌溉,、施肥的定時,、定量控制，可實施水分,、養(yǎng)分,、鹽分等因子的定向投放，模擬干旱,、高鹽堿等逆境環(huán)境,。
2) 流水線自動化傳送單元：
自動化傳送：利用自動化控制系統(tǒng)，可自動將植株從智能化栽培區(qū)域傳送至成像暗室,；
自動定位并識別：利用RFID射頻標(biāo)簽對每一盆植株進(jìn)行身份信息識別,，植株移動到目標(biāo)位置時自動進(jìn)行關(guān)聯(lián)，并自動記錄對應(yīng)設(shè)備的采集數(shù)據(jù),；
選配稱重模塊：樣品傳送過程中高精度傳感器實現(xiàn)對重量的測定,。
3) 多維傳感融合圖像成像單元：
單箱體多成像單元一體化集成，成像暗室尺寸支持定制,?？蛇x配可見光二維、可見光三維,、高光譜等獨立成像模塊,。高效實現(xiàn)對作物植株的高通量,、多維度、自動化實時采集,。
可見光二維成像單元：獲取植株側(cè)視可見光圖像,，并利用人工智能算法分析獲取株高、葉頂點數(shù),、投影面積等形態(tài)參數(shù),，黃色投影面積、綠色投影面積等顏色參數(shù),，以及平滑度等紋理參數(shù),，用于植株株型與健康狀態(tài)相關(guān)表型分析。
可見光三維成像單元：基于算法重構(gòu)高精度植物模型,，基于模型獲取植物冠層覆蓋率,、冠幅、生物量等參數(shù),，用于生物量變化與長勢分析,。
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 | 360度旋轉(zhuǎn)平臺 |
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) |
二維單株分析時間 | ＜5s |
三維單株重構(gòu)與解析時間 | ＜7min |
高光譜成像單元：基于植物光譜反射信息,，可實現(xiàn)植物各部分光譜特征曲線的計算,，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,。
成像波長范圍 | 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個波段 |
圖像分辨率 | 1920×1920 |
入射狹縫寬度 | 25μm |
動態(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） |
高光譜單株分析時間 | ＜5s |
4) 邊緣計算與解析單元：
系統(tǒng)采用全自研算法進(jìn)行可見光圖像與光譜圖像解析，可重構(gòu)植株高精度三維模型,，對形態(tài)參數(shù),、顏色參數(shù)，生物量等進(jìn)行測定,，并生成光譜反射曲線,，自動計算多種常見植被指數(shù)、葉綠素含量,、氮含量等農(nóng)學(xué)生物學(xué)指標(biāo),。可根據(jù)客戶需求,，各模塊支持設(shè)計定制關(guān)聯(lián)模型,，對特定類型脅迫響應(yīng)程度或病害等級進(jìn)行具體分析。
5) 數(shù)據(jù)管理單元：
系統(tǒng)配備專業(yè)分析軟件,，支持通過自建實驗工程進(jìn)行數(shù)據(jù)管理,，可按不同成像單元進(jìn)行數(shù)據(jù)查看,、分析和導(dǎo)出，便于根據(jù)不同的實驗課題進(jìn)行整個實驗周期數(shù)據(jù)管理,。
三,、 應(yīng)用方向
集成可見光二維、三維,、高光譜多類型成像單元,，采用全自研算法進(jìn)行可見光圖像與光譜圖像解析，可重構(gòu)植株高精度三維模型,，對形態(tài)參數(shù),、顏色參數(shù)，生物量等進(jìn)行測定,，并生成光譜反射曲線，自動計算多種常見植被指數(shù),、葉綠素含量,、氮含量等農(nóng)學(xué)生物學(xué)指標(biāo)。
可應(yīng)用于植物形態(tài)分析（篩選突變株,、逆境處理下篩選抗逆種質(zhì)）,、植物長勢分析（分析突變體或特殊處理條件下植物生長狀態(tài)變化）、植物營養(yǎng)狀況分析（營養(yǎng)高效種質(zhì)/突變體篩選,、水肥利用率分析）,、植物病害識別（感病處理下篩選抗病種質(zhì)）、植物葉綠素含量分析（植物生長狀態(tài)表征,、抗性種質(zhì)篩選）,；可根據(jù)客戶需求，各模塊支持設(shè)計定制關(guān)聯(lián)模型,，對特定類型脅迫響應(yīng)程度或病害等級進(jìn)行具體分析,。
