Systém pro zobrazování fenotypů rostlin PlantScreen (verze pro automatický transport rostlin)

PlantScreenSystém zobrazování fenotypů rostlin byl vyvinut a vyroben českou společností PSI.Integruje řadu pokročilých technologií jako je LED pěstování rostlin, automatizovaný řídicí systém, fluorescenční měřicí analýza chlorofylu, analýza termického zobrazení rostlin, analýza blízkého infračerveného zobrazení rostlin, analýza vysokého spektra rostlin, automatická správa rozpoznávání čárových kódů, RGB barevné 3D zobrazení, automatický vážení a zavlažovací systém,Optimalizujte množství rostlinných vzorků - od horčice, kukuřice až po širokou škálu fyzioekologických a morfostrukturalních snímků různých rostlin - pro vyšší průnosové snímkové analýzy fenotypů rostlin, snímkové analýzy odpovědi na tlak rostlin, analýzy růstu rostlin, ekotoxicologické studie, identifikaci vlastností a fyzioekologické analýzy rostlin. Automatický přenos rostlinPlantScreenSystém je vhodný především pro vzorky rostlin o výšce 0-40 cm.

PlantScreenSystém obsahuje následující funkce zobrazovací analýzy:

1.Chlorophylová fluorescenční zobrazovací analýza: jednotlivá zobrazovací plocha 35x35 cm, parametry měření zobrazení zahrnují Fo, Fm, Fv, Fo’, Fm’, Fv’, Ft, Fv/Fm, Fv’/Fm’, Phi_PSII, NPQ, qN, qP, Rfd Počkejte na desítky fluorescenčních parametrů chlorofylu

2.RGBAnalýza zobrazení: Parametry měření zobrazení zahrnují:

1)Plocha listů (Leaf area): Useful for monitoring growth rate）

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

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

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

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

6)Střední šířka listu (Medium Leaf Width Index): Leaf area proportional to the plant skeleton (i.e. reduction of the leaf to line segment)）

7)Slenderness of Leaves (Slenderness of Leaves) - Slenderness of Leaves (Slenderness of Leaves)

8)Průměr kruhu (Circle Diameter). Diameter of a circle with the same area as the plant）

9)Konvexní plocha trupu (Convex Hull Area). Useful for compactness evaluation）

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

11)Mezinárodní vzdálenosti (Internodal Distances)

12)Výška růstu (Growth Height)

13)Maximální výška a šířka rostliny ve třech rozměrech

14)Relativní rychlost růstu (Relative growth rate)

15)Uhel listu (Leaf Angle)

16)Počet listů na uzlech (Leaf Number at Nodes)

17)Další parametry, jako je segmentace barev pro hodnocení fitness rostlin, index zelenění a další

3.Vysokospektrální zobrazovací analýza (volitelná) umožňuje zobrazení a analýzu následujících parametrů:

1)Normalizovaný rozdílový vegetační index (NDVI)

2)Jednoduchý poměrový index (Simple Ratio Index)Equation: SR = RNIR / RRED）

3)Modifikovaný index absorpce chlorofylu (MCARI1)
Equation: MCARI1 = 1.2 * [2.5 * (R790- R670) - 1.3 * (R790- R550)]）

4)Optimalizovaný Soil-Adjusted Vegetation Index (OSAVI)
, Equation: OSAVI = (1 + 0.16) * (R790- R670) / (R790- R670 + 0.16)）

5)Index zelenosti (G)Equation: G = R554 / R677）

6)Změněný index absorpce chlorofylu (MCARI)
Equation: MCARI = [(R700- R670) - 0.2 * (R700- R550)] * (R700/ R670)）

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

8)Index trojúhelníkové vegetace (TVI), Equation: TVI = 0.5 * [120 * (R750- R550) - 200 * (R670- R550)]）

9)ZMIZarco-Tejada a Miller Index (ZMI)Equation: ZMI = R750 / R710）

10)Jednoduchý poměrný pigmentový index (SRPI)Equation: SRPI = R430 / R680）

11)Normalizovaný Index Faeophytinizace (NPQI)Equation: NPQI = (R415- R435) / (R415+ R435)）

12)Index fotochemické reflexe (PRI)Equation: PRI = (R531- R570) / (R531+ R570)）

13)Normalizovaný pigmentový index chlorofylu (NPCI), NPCI = (R680- R430) / (R680+ R430)）

14)CarterCarterovy indexy
, Equation: Ctr1 = R695 / R420; Ctr2 = R695 / R760）

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

16)SIPIStrukturně intenzivní pigmentový index (SIPI)Equation: SIPI = (R790- R450) / (R790+ R650)）

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

4.Termální zobrazovací analýza (volitelná): pro zobrazovací analýzu dvojrozměrného rozložení tepla rostlin v případě světelného záření, dobré odvádění tepla umožňuje rostlinám vydržet dlouhodobé vysoké světelné záření nebo nízké podmínky vody (sucho)

5.Blízká infračervená zobrazovací analýza (volitelná): Používá se k pozorování a analýze stavu vlhkosti rostlin a jejich rozdělení mezi různými tkáněmi, rostliny v dobrém zavlažovacím stavu vykazují vysokou absorpci blízkého infračerveného spektra, zatímco rostliny v suchém stavu vykazují vysokou reflexivitu blízkého infračerveného spektra. Prostřednictvím analytického softwaru lze sledovat celou procesní dynamiku analýzy od suchého tlaku až po znovuzavlažovací proces a odpověď rostlin na suché tlak a účinnost využití vlhkosti a vytvořit falešný obraz, který může být proveden s morfologickým indexem rostlin a fluorescenčním indexem chlorofylu.

Konfigurace a funkční princip systému:

Celý systém se skládá z automatizovaného dopravního systému rostlin, adaptivní komory světla, RGB zobrazování, FluorCamChlorophylové fluorescenční zobrazování, vysoce spektrální zobrazování, termické zobrazování rostlin, near-infračervené zobrazování rostlin, automatický zavlažovací hnojivací a váhovací systém, systém identifikace rostlin atd. Skládá se ze světelně přizpůsobených rostlin v místnosti, které mohou být přeneseny dopravním pásem do zobrazovací komory pro zobrazovací analýzu atd. Celý systém může být přizpůsoben skutečným potřebám uživatele a vysoce odpovídá skutečným potřebám uživatele.

Technické indikátory:

1.Automatická nakládka a vykládka vzorků rostlin，Identifikace sledovacích vzorků pomocí čárových kódů nebo RFID štítků

2.Světelná adaptační místnost: pro adaptaci světla nebo pěstování rostlin, LED světelný zdrojSvětelná síla až 1000 μmol/m².s， Žádný tepelný efekt, intenzita 0-100% nastavitelná, lze přednastavit změny světelného cyklu prostřednictvím experimentálního programu, lze volitelně použít univerzální nebo speciální typ, jako je observační místnost pro růst rýže, a také volitelná funkce analýzy 3D skenování (včetně XYZ 3D skenovacího zobrazovacího systému a softwaru)

3.Standardní zásobník 35 x 30 cm pro umístění nádržních rostlin nebo zásobníků pro více malých nádrží, každý zásobník může umístit 20 standardních nádrží pro pěstování rostlin (58 mm x 58 mm x 95 mm), lze přizpůsobit maximální květinové nádrže L35cm x W28cm

4.Automatický dopravní systém vytváří kroužkový dopravní kanál ze světelné adaptační komory do zobrazovací komory, dopravní pás využívá třífázový asynchronous motor převodovky, 200-1000W, šířka dopravního pásma 320 mm, zatížení 130 kg, rychlost 9 m / min

5.Centrální zpracovávací jednotka mobilního řídicího systému: CJ2M-CPU33; Digitální I/O: maximálně 2560 bodů Komunikace PLC: přesný PC přes Ethernet 100Mb/s; přesné polohování maximálně 16 osů OMRON MECHATROLINK-II

6.Měřicí místnost pro zobrazení rostlin: 150 cm (délka) × 150 cm (šířka) × 220 cm (výška), izolovaná od světla, rychlé automatické otevírání a zavírání dveří, otevírací a zavírací cyklus méně než 3 sekundy, snímač světelné displeje pro vstup dopravního pásu, identifikátor čárových kódů a čtečka RFID

7.Standardní zobrazovací jednotka s nastavitelnou výškou 0-50 cm, volitelná výška 100 cm nebo vyšší pro studium vysokých rostlin, standardní ohnisková vzdálenost 22-27 cm

8.RFIDRozpoznávací vzdálenost čtečky: 2-20 cm; Komunikace: RS485; Identifikátor čárových kódů může číst 1D, 2D a QR kódy, LED zdroj světla pro snadné rozpoznání při slabém světle, RS485 komunikace

9.Zákazník přizpůsobil světelný displej F3EM2, který přesně měří výšku a šířku rostlin pro automatické přesné umístění zadní kamery do zobrazovací místnosti, rozsah měření 150 cm, rozlišení 5 mm; standardní laserové měření výšky 0-50 cm, přesnost 5 mm

10. Fluorescentní zobrazování chlorofylu: včetně fotoizolační kamery, automatického otevírání a zavírání dveří, dopravního pásu、 PLC řízený automatický pohyblivý systém zaostřování nahoru a dolů, velká 73 × 73 cm LED světelná deska, 7-bitové filtrní kolo atd., Jednosnímová plocha 35 × 35 cm, měření světla oranžové 620 nm, oranžové a bílé dvojité vlnové délky fotochemického světla, nasycené světlo je bílé, maximální intenzita světla 3600 μmol.m-2.s-1, rozlišení objektivu 1360 × 1024 pixelů

11.Automatické zavlažování a vážení,Lze zavlažovat a vážit současně pět nádobí pro pěstování rostlin s přesností ± 1 g; přesné zavlažování po vážení může být přednastaveno prostřednictvím experimentálního postupu (protokolu) zavlažovacího procesu (režimu) nebo stavu sucha, a také lze volitelně vybrat systém zásobování výživou s zavlažováním pro kvantitativní zásobování rostlinnými výživami (například dusíkovými hnojivy atd.); Automatická nulová kalibrace před vážením a také automatická překalibrace položek o známé hmotnosti (například váhy); Úroveň ochrany: IP66

12. Zákaznický vážecí systém se skládá ze 4 vážecích jednotek, bezpečnostní omezení nosnosti: 150% Ln; Kompenzace teploty: -10-40 ° C, standardní měřicí rozsah 7 kg, volitelně 10 kg, 15 kg nebo 20 kg; Standardní vážecí systém se používá pro přesné vážení standardních rostlinných nádrží, maximální váha 300 g, rozlišení 1 g, přesnost 0,5 g, měřicí parametry zahrnují skutečnou hmotnost, zalévání atd.

13. RGBObrazování: horní a boční trojrozměrné zobrazení (3 kamery), každá kamera má samostatný ovládací panel pro nastavení času expozice, zisku, rovnováhy bílé atd., Pomocí tlačítka snímku ovládacího panelu můžete okamžitě pořídit fotografii a zobrazit informace o rozlišení atd., Také můžete automaticky zobrazit a uložit do databáze pomocí automatického režimu, každý sken trvá méně než 10 sekund, volitelná funkce 3D modelování

14.RGBObrazovací systém zahrnuje zobrazovací komoru (světelná izolace), dopravní pás a polohový senzor, 3 kamery, zdroj světla a software pro analýzu obrazu, standardní zobrazovací plocha35x 35 cm, rozsah ohniskové vzdálenosti 22-27 cm, LED studené bílé světlo (bez tepelného účinku na rostliny)

15.Standardní USB Ethernet kamera s 2592 pixelyx 1944, 12bitové rozlišení, kvantová účinnost světla: modrý vrchol 465 nm, zelený vrchol 540 nm, červený vrchol 610 nm; 28mm optický objektiv, průměr 43,2 mm, rozsah otvoru 2,8-F16

16. NIRBližní infračervená zobrazovací jednotka: zobrazitelné pásmo absorpce vody 1450-1600nm, aby odráželo stav vlhkosti rostlin, vykazuje vysokou hodnotu absorpce NIR při dostatečném zásobování vodou a vysoký odraz NIR při tlaku sucha, falešné barevné zobrazování NIR může odrážet a analyzovat stav vlhkosti rostlin pomocí softwaru

17.Vysokospektrální zobrazovací jednotka zahrnuje fotoizolační zobrazovací měřicí komoru, automatické otevírání a uzavírání dveří, dopravní pás, PLC ovládaný automatický pohyblivý zaostřovací objektiv včetně objektivů SWIR a VNIR, zdroj světla, systém analýzy obrazu atd., VNIR objektiv pásmo 380nm-1000nm, otvor F / 0.2, šířka trhliny 25 μm, délka trhliny 18 mm, rychlost snímku 12-236 fps; SWIR objektiv pásmo 900-2500nm, apertura F/0.2, šířka 25 μm, délka 18 mm, rychlost snímku 60 nebo 100 fps, zobrazovací plocha 35 x 35 cm

18.Uživatelé si mohou vybrat SWIR, VNIR nebo celopásmové zobrazení dvou objektivů pomocí experimentálního programu s dobou zobrazení 15 sekund.

19.Jednotka pro termické zobrazení: Rozlišení 640 x 480 pixelů, teplotní rozsah -20-120 ° C, citlivost NETD < 0,05 ° C @ 30 ° C / 50 mK, přesnost ± 2 ° C, standardní zobrazovací plocha až 35 x 35 cm, ohnisková vzdálenost 40-50 cm, bílý zdroj světla, maximální intenzita světla 500 μmol.m-2.s-1, 0-100% nastavitelná

20.FS-WIVelká rostlinná místnost

ØZdroj světla: studená bílá LED (6500K) + daleko červená LED (735nm), další světelné zdroje, jako je RGB trojbarevná světelná deska, lze nastavit 0-100%, speciální světelný zdroj pro chlazení proudu plynu, lze programovat analogické změny denního a nočního cyklu, změny světelného prostředí v přírodě, jako je východ slunce a západ slunce, a různé další libovolné změny

ØMaximální homogenní intenzita světla: 1000 µmol (fotony) / m².s

ØRozsah regulace teploty: 10 ° C - 40 ° C (ovládací efekt souvisí s intenzitou světla a teplotou okolí, pokojová teplota až 30 ° C), lze přizpůsobit větší rozsah regulace teploty, lze programovat simulaci změn denního a nočního cyklu, změn teploty v přírodě, jako je východ slunce a západ slunce, a různé další libovolné změny

ØRozsah ovládání vlhkosti: 40-80% ± 7% (ovládací efekt závisí na intenzitě světla), programovatelná simulace změn denního a nočního cyklu, změn vlhkosti v přírodě, jako je východ slunce a západ slunce, a různé další libovolné změny

21.Systémy řízení a analýzy sběru dat:

ØUživatelsky přívětivé grafické rozhraní

ØUživatelsky definované a upravitelné automatické měřicí protokoly

ØMySQLSystém správy databází, který může zpracovávat velké databáze s desítkami milionů záznamů, podporuje různé úložiště a související data jsou automaticky uložena v různých tabulkách v databázi

ØFunkce registrace kódování rostlin: včetně identifikačního kódu rostliny, identifikačního kódu zásobníku atd. uložen v databázi, automaticky extrahovat automaticky čtený čárový kód nebo RFID štítek při měření

ØOvládací rozhraní dotykové obrazovky pro online zobrazení počtu rostlinných zásobníků, intenzity světla, analýzy stavu měření a výsledků atd. Snadné ovládání všech mechanických součástí a zobrazovacích pracovních stanic pomocí softwaru

ØVšechna měření lze provádět pomocí výchozích programů, vytvářet vlastní pracovní postupy pomocí vývojových nástrojů nebo ručně ovládat zapnutí nebo vypnutí zdroje světla LED, RGB skenování povrchu, fluorescenční zobrazení chlorofylu, vážení a zalévání atd.

ØProtokoly s klávesou Start, Stop a Pause

ØAutomatické ovládání pohybu rostlinných vzorků a aktivace jednotlivých zobrazovacích stanic podle potřeb experimentu

ØDigitální analýza růstu RGB pro 3 úhly pohledu fotoaparátu včetně prahové analýzy a analýzy barev

ØU fluorescenčních obrázků s chlorofylem umožňuje software sériovou analýzu parametrů vypuštění, která obsahuje průměr oblasti zájmu uživatele a hodnot pixelů na obrázku odstraněném na pozadí. Analytická data jsou uložena v databázi ve formě původních obrázků a analytických dat.

ØU termografických grafů FIR lze 16-bitový obraz exportovat přímo do MATLAB nebo pomocí softwaru vytvořit falešný obraz s rozdělením teploty.

Místo původu:Evropě