PlantScreen Plant Fenotype Imaging Analyse System (Plant Automatic Delivery Edition)

PlantScreenHet plant fenotype imaging systeem is ontwikkeld en geproduceerd door het Tsjechische bedrijf PSI.Geïntegreerd met een aantal geavanceerde technologieën zoals LED plant intelligente cultuur, geautomatiseerde controle systeem, chlorofyl fluorescentie beeldvorming meting analyse, plant thermische beeldvorming analyse, plant nabij-infrarood beeldvorming analyse, plant hoge spectrale analyse, automatische barcode herkenning management, RGB echte kleur 3D-beeldvorming, automatische weeg en gieten systeem,Grote hoeveelheden plantenmonsters op een optimale manier realiseren - van de noormast en maïs tot een breed scala aan fysiologische en morfostructurele beeldvormingsanalyses van verschillende andere planten voor hoge-throughput plantenfenotypische beeldvormingsanalyses, beeldvormingsanalyses van plantaardige forcieresponsen, groeianalyses van planten, ecotoxicologische studies, kenmerkende identificatie en fysiologische en ecologische analyses van planten. Planten automatische verzendingPlantScreenHet systeem is voornamelijk geschikt voor plantenmonsters van 0-40 cm hoogte.

PlantScreenHet systeem bevat de volgende beeldanalysefuncties:

1.Chlorophyl fluorescentiebeeldanalyse: afbeeldingsoppervlakte 35x35cm, beeldmeetparameters omvatten Fo, Fm, Fv, Fo’, Fm’, Fv’, Ft, Fv/Fm, Fv’/Fm’, Phi_PSII, NPQ, qN, qP, Rfd Wacht op tientallen fluorescentieparameters van chlorofyl

2.RGBAfbeeldingsanalyse: Afbeeldingsmeetparameters omvatten:

1)Bladergebied (Leaf Area): Useful for monitoring growth rate）

2)Soliditeit/compactheid. Ratio between the area covered by the plant’s convex hull and the area covered by the actual plant）

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

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

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

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

7)Slinderness of Leaves (slankheid van bladeren)

8)De cirkeldiameter (circle diameter). Diameter of a circle with the same area as the plant）

9)Overzicht van Convex Hull Area. Useful for compactness evaluation）

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

11)Internodale afstanden (internodale afstanden)

12)Groeihoogte (Growth Height)

13)Maximale plant hoogte en breedte in 3 dimensies

14)Relatieve groeisnelheid (Relative Growth Rate)

15)Bladhoek (leaf angle)

16)Aantal bladeren bij knooppunten (Leaf Number at Nodes)

17)Andere parameters zoals kleursegmentatie voor plant fitness evaluatie, groenindex en anderen

3.Hoge spectrale beeldvormingsanalyse (optioneel) voor het afbeelden en analyseren van de volgende parameters:

1)Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) is een

2)Eenvoudige Ratio IndexEquation: SR = RNIR / RRED）

3)De Modified Chlorophyll Absorption in Reflectance Index (MCARI1)
Equation: MCARI1 = 1.2 * [2.5 * (R790- R670) - 1.3 * (R790- R550)]）

4)Optimaliseerde bodem-aangepaste vegetatie index (OSAVI)
, Equation: OSAVI = (1 + 0.16) * (R790- R670) / (R790- R670 + 0.16)）

5)Groenindex (G)Equation: G = R554 / R677）

6)De Modified Chlorophyll Absorption in Reflectance Index (MCARI)
Equation: MCARI = [(R700- R670) - 0.2 * (R700- R550)] * (R700/ R670)）

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

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

9)ZMIDe Zarco-Tejada en Miller Index (ZMI)Equation: ZMI = R750 / R710）

10)Eenvoudige ratio pigment index (SRPI)Equation: SRPI = R430 / R680）

11)De normaliseerde phaeophytinization index (NPQI)Equation: NPQI = (R415- R435) / (R415+ R435)）

12)Index van fotochemische reflectie (PRI)Equation: PRI = (R531- R570) / (R531+ R570)）

13)De normaliseerde pigment chlorofyl index (NPCI), NPCI = (R680- R430) / (R680+ R430)）

14)CarterDe Carter-indices
, Equation: Ctr1 = R695 / R420; Ctr2 = R695 / R760）

15)LichtenthalerDe Lichtenthaler Index, Equation: Lic1 = (R790 - R680) / (R790 + R680); Lic2 = R440 / R690）

16)SIPIStructuur Intensive Pigment Index (SIPI)Equation: SIPI = (R790- R450) / (R790+ R650)）

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

4.Thermische beeldvormingsanalyse (optioneel): voor beeldvormingsanalyse van de 2D-warmteverdeling van planten bij lichtstraling, een goede afkoeling kan de plant langere tijd weerstaan tegen hoge lichtstraling of lage wateromstandigheden (droogte)

5.Near-infrarood beeldvorming analyse (optioneel): voor het observeren en analyseren van de vochtigstoestand van planten en hun verspreiding tussen verschillende weefsels variatie, planten in een goede bewateringstoestand toont een hoge absorptie van het nabije infrarood spectrum, terwijl planten in een droogte toestand toont een hoge reflectiviteit van het nabije infrarood spectrum, door middel van de analysesoftware kan de hele procesdynamiek van de analyse van droogte druk tot herwatering proces en de reactie van planten op droogte druk en het gebruik van het water efficiëntie te volgen, en het vormen van valse beelden, kan worden uitgevoerd met de morphologie index van de plant en de chlorofluorescentie index van relevante analytische studies.

Systeemconfiguratie en werkwijze:

Het volledige systeem bestaat uit geautomatiseerde plant transport systeem, licht aanpassing kamer, RGB beeldvorming, FluorCamChlorophyl fluorescentieve beeldvorming, hoge spectrale beeldvorming, planten thermische beeldvorming, planten nabij-infrarood beeldvorming, automatische bevruchting mesting en gewicht systeem, planten identificatie systeem, enz. samenstelling, licht aanpasbare planten in de kamer kan worden overgedragen door de transportband naar de beeldvorming kamer voor beeldvorming analyse, enz. Het volledige systeem kan worden aangepast aan de werkelijke behoeften van de gebruiker en voldoet zeer aan de werkelijke behoeften van de gebruiker.

Technische indicatoren:

1.Automatisch laden en ontladen van plantenmonsters，Identificatie van traceringsmonsters via streepcodes of RFID-tags

2.Lichtaanpassingskamer: voor lichtaanpassing of plantencoltuur, LED-lichtbronnenLichtsterkte tot 1000 μmol/m².s， Geen thermisch effect, intensiteit 0-100% verstelbaar, kan de verandering van de lichtcyclus vooraf instellen door experimentele procedures, kan worden uitgerust met een universeel of speciaal type, zoals de rijstgroeiobservatiekamer, enz., en kan ook worden uitgerust met 3D-scanbeeldanalyse (inclusief XYZ 3D-scanbeeldsysteem en software)

3.Standaard pallet 35 x 30cm voor het plaatsen van potplanten of een pallet dat meerdere kleine bloempotten kan plaatsen. Elk pallet kan 20 standaard plantencoltuurpotten (58mm x 58mm x 95mm) plaatsen. Maximale bloempotten L35cm x W28cm kunnen worden aangepast.

4.Het automatische transportsysteem vormt een circulair transportkanaal van de lichtadaptiekamer naar de beeldkamer, de transportband maakt gebruik van een driefase asynchrone motor van de transmissie, 200-1000W, transportbandbreedte 320mm, belastingskracht 130kg, snelheid 9m / min

5.Centrale verwerkingsenheid van het mobiele besturingssysteem: CJ2M-CPU33; Digitale I/O: maximaal 2560 punten; PLC-communicatie: High-end PC via Ethernet 100Mb/s; OMRON MECHATROLINK-II voor nauwkeurige positionering van maximaal 16 assen

6.Plant imaging meetkamer: 150 cm (lengte) × 150 cm (breedte) × 220 cm (hoogte), geïsoleerd van omgevingslicht, snel automatisch openen en sluiten van de deur, openen en sluiten van de cyclus van minder dan 3 seconden

7.Standaard camera beeldeenheid 0-50cm verstelbare hoogte, optioneel 100cm of hoger bereik hoogte voor het bestuderen van hoge planten, standaard brandpuntafstand bereik 22-27cm

8.RFIDAfstand lezer herkenning: 2-20cm; communicatie: RS485; Barcode-identifier kan 1D, 2D en QR-code lezen, met LED-lichtbron voor gemakkelijke herkenning bij zwak licht, RS485-communicatie

9.Het op maat gemaakte F3EM2-schermsysteem voor het nauwkeurige meten van plant hoogte en breedte voor automatische nauwkeurige positionering van de camera achter de beeldende meetkamer, meetbereik 150 cm, resolutie 5 mm; standaard laserhoogte 0-50 cm, nauwkeurigheid 5 mm

10. Chlorophyl fluorescentiebeeldvorming: inclusief lichtgeïsoleerde beeldvormingskamers, automatisch openen en sluiten van deuren, transportbanden、 PLC-besturing automatisch omhoog en neer bewegend focussysteem, grote 73 x 73cm LED-lichtbron, 7-bits filterwiel, enz., enkelvoudig beeldgebied 35 x 35cm, het meten van licht oranje 620nm, oranje en wit dubbele golflengte optochemisch licht, verzadigde lichtflitser is wit, maximale lichtsterkte 3600 μmol.m-2.s-1, lensresolutie 1360 x 1024 pixels

11.Automatische irrigatie en weeg,5 plantenplanten kunnen tegelijkertijd worden besproeid en gewogen, nauwkeurigheid ± 1 g; nauwkeurig besproeien na het wegen, kan het experimentele proces (protocol) van het voorgestelde besproeiproces (regime) of de droogte-toestand worden ingesteld, en kan ook een optioneel voedingsvoorzieningssysteem worden toegepast met de hoeveelheid voedingsstoffen van planten (zoals stikstofmeststoffen, enz.); Automatische nulkalibratie voor het wegen, ook automatisch opnieuw te kalibreren met bekende gewicht items (zoals weeg); Beschermingsniveau: IP66

12. Het op maat gemaakte weegsysteem bestaat uit 4 weegeenheden, veiligheidsgrenzen: 150% Ln; temperatuurcompensatie: -10-40 ° C, standaard meetbereik 7 kg, optioneel 10 kg, 15 kg of 20 kg; standaard weegsysteem voor het nauwkeurig wegen van standaard plantenpotten, maximaal gewicht 300 g, resolutie 1 g, nauwkeurigheid 0,5 g, meetparameters omvatten het werkelijke gewicht, de hoeveelheid water, enz.

13. RGBBeeldvorming: bovenste en zijzijde 3D-beeldvorming (3 camera's), elke camera heeft een afzonderlijke bedieningspaneel om de belichtingstijd, winst, witbalans enz. in te stellen, kunt u onmiddellijk foto's maken en informatie over de resolutie weergeven via de snapshot-toets van het bedieningspaneel, kunt u ook automatisch beeldvormen en opslaan in de database via de automatische modus, elke scan duurt minder dan 10 seconden, optionele 3D-modelleringsfunctie

14.RGBHet beeldsysteem bestaat uit een beeldkamer (lichtisolatie), een transportband en een locatiesensor, 3 camera's, lichtbronnen en beeldanalysesoftware, standaard voor een beeldoppervlakte35x 35cm, brandpuntbereik 22-27cm, LED koud wit licht (geen thermisch effect op planten)

15.Standaard met USB-Ethernet-camera, effectieve pixels 2592× 1944, bitresolutie 12 bits, lichtkwantumefficiëntie: blauwe piek 465nm, groene piek 540nm, rode piek 610nm; 28mm optische lens, kaliber 43.2mm, diafragma bereik 2.8-F16

16. NIRNear Infrared imaging unit: afbeeldbare 1450-1600nm waterabsorptieband om de plant vochtigheid te weerspiegelen, toont een hoge NIR absorptiewaarde bij overvloedige watervoorziening, toont een hoge NIR reflectie bij droogte druk, NIR valse kleurenbeelding kan de plant vochtigheid weerspiegelen en analyseren via software

17.De hoge spectrale beeldvormingseenheid omvat een fotogeïsoleerde beeldvormingsmeetkamer, een automatische open en gesloten deur, een transportband, een PLC-bestuurde automatische focus-lens met inbegrip van SWIR- en VNIR-lensen, lichtbronnen, beeldvormingsanalysesystemen, enz., VNIR-lensband 380nm-1000nm, apertuur F / 0.2, scheurbreedte 25 μm, scheurlengte 18 mm, beeldsnelheid 12-236 fps; SWIR-lensband 900-2500nm, diafragma F/0.2, slijtbreedte 25μm, slijtlengte 18mm, beeldsnelheid 60 of 100 fps, beeldgebied 35 x 35cm

18.Gebruikers kunnen kiezen tussen SWIR-afbeelding, VNIR-afbeelding of volledige bandafbeelding van twee lensen met een afbeeldingstijd van 15 seconden per lens.

19.Thermische beeldeenheid: resolutie 640 x 480 pixels, temperatuurbereik -20-120 ° C, gevoeligheid NETD < 0,05 ° C @ 30 ° C / 50mK, nauwkeurigheid ± 2 ° C, standaard beeldgebied tot 35 x 35 cm, brandpuntbereik 40-50 cm, witte lichtbron, maximale lichtintensiteit 500 μmol.m-2.s-1, 0-100% verstelbaar

20.FS-WIGrote plant groeikamer

ØLichtbron: koude witte LED (6500K) + verre rode LED (735nm), andere lichtbronnen zoals RGB driekleurige lichtbronnen kunnen worden aangepast, kunnen 0-100% worden gereguleerd, speciale lichtbronnen voor de koeling van de luchtstroom, kunnen worden geprogrammeerd om veranderingen in de dag en nacht te simuleren, zonsopgang en zonsondergang in de natuur en andere soorten willekeurige veranderingen

ØMaximale homogene lichtintensiteit: 1000 µmol (fotonen) / m².s, hogere lichtintensiteit kan worden aangepast

ØTemperatuurbereik: 10 ° C-40 ° C (het beheerseffect is gerelateerd aan de lichtintensiteit en de omgevingstemperatuur, kamertemperatuur tot 30 ° C), kan een groter temperatuurbereik worden aangepast, kan worden geprogrammeerd om veranderingen in de dag en nacht cyclus, zonsopkomst en zonsondergang te simuleren en andere willekeurige veranderingen in de natuur

ØVochtigheidsbereik: 40-80% ± 7% (beheerseffect afhankelijk van lichtintensiteit), programmeerbare simulatie van veranderingen in de dag- en nachtcyclus, veranderingen in de luchtvochtigheid in de natuur zoals zonsopkomst en zonsondergang en verschillende andere willekeurige veranderingen

21.Systeembeheersing en analyse van gegevensverzameling:

ØGebruiksvriendelijke grafische interface

ØGebruiker gedefinieerde, bewerkbare automatische meetprotocollen

ØMySQLDatabasebeheersysteem voor het verwerken van grote databases met tientallen miljoenen records, ondersteuning voor meerdere opslagmotoren en automatische opslag van relevante gegevens in verschillende tabellen in de database

ØPlantencode registratiefunctie: met inbegrip van de plantaardidentificatiecode, de identificatiecode van het lade, enz. opgeslagen in de database, automatisch extraheren van automatisch gelezen streepcodes of RFID-tags bij het meten

ØTouchscreen-bedieningsinterface voor het online weergeven van het aantal plantbakken, de lichtintensiteit, de analyse van de meetstatus en de resultaten, enz. Alle mechanische onderdelen en beeldvormingswerkstations worden eenvoudig en volledig beheerd via software

ØAlle metingen kunnen worden uitgevoerd met standaardprogramma's, aangepaste werkprocessen kunnen worden gemaakt met ontwikkelhulpmiddelen, of handmatig LED-lichtbronnen kunnen worden ingeschakeld of uitgeschakeld, RGB-afafbeeldingen, fluorescentiebeeldingen met chlorofyl, wegen en gieten, enz.

ØProtocols met start, stop en pause toetsen

ØDe beweging van plantenmonsters en de activering van een enkel beeldstation kunnen automatisch worden geregeld op basis van de experimentele behoeften

ØRGB digitale groeianalyse met 3 camera-gezichtshoeken, inclusief drempelanalyse en kleuranalyse

ØVoor fluorescentieve beeldvorming met chlorofyl kan de software een batchparameteranalyse uitvoeren die het gemiddelde van het gebied van belang van de gebruiker en de pixelwaarden op de afbeelding bevat die de achtergrond verwijdert. Analysegegevens worden opgeslagen in de database in de vorm van ruwe afbeeldingen en analysegegevens.

ØVoor FIR-thermische afbeeldingen kunnen 16-bits afbeeldingen rechtstreeks naar MATLAB worden geëxporteerd of via software worden gegenereerd om een ​​vervalste afbeelding van de temperatuurverdeling te genereren.

Oorsprongsplaats:Europese