龍門式高通量表型采集分析平臺(tái)（立柱式）

一、產(chǎn)品介紹
龍門式高通量表型采集分析平臺(tái)是針對(duì)植物表型在基因&環(huán)境互作下呈現(xiàn)時(shí)空動(dòng)態(tài)變化特點(diǎn)，研發(fā)的一款長(zhǎng)期連續(xù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)植株表型的田間軌道式表型監(jiān)測(cè)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(tái)與建設(shè)需求的高度適配。可實(shí)現(xiàn)大田環(huán)境下作物生長(zhǎng)過(guò)程中器官尺度的表型特征和生理參數(shù)變化的連續(xù)測(cè)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(diǎn)
(1)多場(chǎng)景應(yīng)用：可進(jìn)行田間或室內(nèi)場(chǎng)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)應(yīng)用中的生長(zhǎng)研究、逆境響應(yīng)、病害研究等多種場(chǎng)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(cè)。
(3)XYZ三軸自動(dòng)移動(dòng)：系統(tǒng)基于PCL全自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)中央成像單元全程自動(dòng)化移動(dòng)和采集運(yùn)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(dòng)運(yùn)行和各成像單元的采集與分析，分析結(jié)果自動(dòng)儲(chǔ)存到實(shí)驗(yàn)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(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)搭載的成像模塊直接自動(dòng)解析100多項(xiàng)植物表型參數(shù)和生理參數(shù)；
(7)搭載AI算法分析：對(duì)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步AI分析，生成生長(zhǎng)曲線與脅迫響應(yīng)圖譜，可生成PDF報(bào)告及可視化圖表，兼容R語(yǔ)言統(tǒng)計(jì)工具‌。
(8)‌環(huán)境控制與擴(kuò)展功能‌：配備自動(dòng)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(cè)模塊，支持長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)并采集植物生長(zhǎng)周期環(huán)境數(shù)據(jù)‌。
(9)安全設(shè)計(jì)：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(bào)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(chǔ)存空間無(wú)限擴(kuò)容，保障用戶需求的同時(shí)保障數(shù)據(jù)安全。
(11)定制化設(shè)計(jì)：可配合用戶實(shí)驗(yàn)開展需求設(shè)計(jì)，根據(jù)不同作物定制化不同實(shí)驗(yàn)檢測(cè)方案，定制化軟件開發(fā)，所有軟件保證永久更新升級(jí)。
(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(yùn)行‌。
(13)‌多光譜成像‌：集成可見(jiàn)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(wàn)像素），支持葉片形態(tài)（長(zhǎng)、寬、面積）和冠層溫度動(dòng)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(cè)‌。
(15)‌3D形態(tài)分析‌：通過(guò)激光掃描或旋轉(zhuǎn)裝置實(shí)現(xiàn)植株三維重建，可測(cè)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(gè)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(dòng)單元（立柱軌道）
①　龍門架尺寸：跨度 2~12 m，長(zhǎng)度20m，可定制化設(shè)計(jì)
②　龍門架高度：3~6m，可定制化設(shè)計(jì)
③　最大承載能力：200 kg
④　軌道重復(fù)定位精度：±0.5 mm
⑤　運(yùn)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(jiàn)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(wàn)像素
③測(cè)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(zhǎng)面積比、總面積最小內(nèi)接矩面積比、凸包面積、可見(jiàn)葉片邊緣長(zhǎng)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(zhǎng)范圍：400~2500 nm（400~1000nm，900~1700nm，1000-2500nm）
②　多光譜成像波長(zhǎng)范圍：4/6/8通道波段（400~1000nm）
③　光譜分辨率：5.5nm（高光譜）
④　測(cè)量參數(shù)：計(jì)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(gè)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(yíng)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(jí)：一級(jí)安全激光
②測(cè)距范圍：0.1~20m
③采集視場(chǎng)角：水平360°，垂直300°
④測(cè)量精度：<3mm@1m
⑤測(cè)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(zhǎng)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(cè)溫范圍：-40至+150℃，+100至+650℃，+300至+2000℃（可選）
②　測(cè)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(cè)器像素間距：17µm
⑧　探測(cè)時(shí)間常數(shù)：典型值8ms
⑨　測(cè)量參數(shù)：可計(jì)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。

更新日期：2025-6-13