龙门式高通量表型采集分析平台（地轨式）

一、产品介绍

龙门式高通量表型采集分析平台是针对植物表型在基因&环境互作下呈现时空动态变化特点，研发的一款长期连续动态监测植株表型的田间轨道式表型监测设备。中央成像单元支持配置多种类型成像传感器，有效保障平台与建设需求的高度适配。可实现大田环境下作物生长过程中器官尺度的表型特征和生理参数变化的连续测量，可开展光合作用效率、胁迫与抗胁迫等生理性状的表型高通量分析与耐胁迫品种筛选等研究。

 

二、功能特点

1. 多场景应用：可进行田间或室内场景下的作物高通量表型参数的采集与应用，适应田间环境、作物栽培要求、用户实验要求以及作物生理要求，满足不同种植密度的田间作业需求。‌
2. ‌多模态成像系统‌：集成RGB相机、多光谱及高光谱传感器，支持叶片形态、叶绿素含量及水分胁迫检测。
3. 配置360度旋转平台与激光扫描装置，实现植株三维重建，可解析株高、冠层体积等参数（精度±1.5 mm）‌。
4. ‌智能控制单元‌：内置环境传感器模块，实时监测并记录环境参数，包括空气温湿度、光照强度及土壤墒情数据等‌。
5. ‌环境适应性‌：轨道系统采用防腐涂层与密封轴承，支持全天候田间运行‌。
6. XYZ三轴自动移动：系统基于PCL全自动控制系统，实现中央成像单元全程自动化移动和采集运行，减少人工操作误差。
7. 配备数据采集与分析软件：集成多种光学传感器采集接口，可在软件上操作系统进行全自动运行和各成像单元的采集与分析，分析结果自动储存到实验数据。
8. 高通量数据采集：高度集成多类型、多维度成像单元的采集与分析，单日可处理超5000株样本（根据成像配置）。
9. 自动化参数解析：系统自动内置作物解析模型算法，根据搭载的成像模块直接自动解析100多项植物表型参数和生理参数；
10. 搭载AI算法分析：对测量的数据进行进一步AI分析，生成生长曲线与胁迫响应图谱，可生成PDF报告及可视化图表，兼容R语言统计工具‌。
11. 安全设计：系统具有限位装置、急停按钮等安全保护装置，配有故障警报装置，保障操作安全性，停机、故障、离线等情况不影响系统稳定性。
12. 数据安全：数据采用安全传输模式，储存空间无限扩容，保障用户需求的同时保障数据安全。
13. 定制化设计：可配合用户实验开展需求设计，根据不同作物定制化不同实验检测方案，定制化软件开发，所有软件保证永久更新升级。

 

三、技术参数

龙门移动单元

• 龙门架尺寸：跨度2~12 m，长度20m，可定制化设计
• 龙门架高度：3~6m，可定制化设计
• 最大承载能力：200 kg
• 轨道重复定位精度：±0.5 mm
• 运行速度：0~4m/秒，变频调速
• 定位方式：激光条码绝对认址定位
• 工作环境：温度范围：-20~50℃，湿度范围：30%~90%RH

可见光成像单元

1. 传感器类型：全彩高分辨率RGB工业相机
2. 相机像素：1230 万像素
3. 测量参数：包含作物总面积、绿叶面积、绿叶面积占比、分形维数、内接矩面积、内接矩宽度、高度、周长面积比、总面积最小内接矩面积比、凸包面积、可见叶片边缘长度、作物持绿特性、卷叶程度、枯死叶比例、植株紧凑度、植株伸展度、株型分散度等。

光谱成像单元

1. 高光谱成像波长范围：400~2500 nm（400~1000nm，900~1700nm，1000~2500nm）
2. 多光谱成像波长范围：4/6/8通道波段（400~1000nm）
3. 光谱分辨率：5nm（高光谱）
4. 高光谱测量参数：计算植物冠层光谱特征曲线，以及光谱指数如NDVI、GVI等三十个常用植被指数的获取，叶绿素含量、冠层氮含量等生物学参数的分析，用于解析植物组分含量变化、营养状况以及病害发生情况。

激光雷达单元

1. 激光等级：一级安全激光
2. 测距范围：1~20mm
3. 采集视场角：水平360°，垂直300°
4. 深度精度：<3mm@1m
5. 测量参数：株高、叶面积、叶面积指数、投影面积、植物群冠层覆盖度、植物群冠层高度均值、植物群冠层幅长均值、植物群冠层幅宽均值、叶面积密度等。

红外热成像单元

1. 测温范围：-40至+150℃，+100至+650℃，+300至+2000℃（可选）
2. 测温精度：±2℃或读数的±2%
3. 分辨率：640 *480pixel
4. 焦距：6mm或类似
5. 热灵敏度/NETD：<0.05℃@+30℃/50mK
6. 空间分辨率（IFOV）：68mrad
7. 探测器像素间距：17µm
8. 探测时间常数：典型值8ms
9. 测量参数：可计算冠层平均温度、最高温度、最低温度，可形成温度分布图、区域温度分析。