System analizy obrazu fenotypowego roślin PlantScreen (wersja automatycznego dostarczania roślin)

PlantScreenSystem obrazowania fenotypowego roślin został opracowany i wyprodukowany przez czeską firmę PSI.Integracja inteligentnej hodowli roślin LED, systemu sterowania zautomatyzowanego, analizy pomiaru fluorescencyjnego obrazowania chlorofilowego, analizy obrazowania termograficznego roślin, analizy obrazowania pod podczerwienią roślin, analizy wysokiego spektrum roślin, automatycznego zarządzania rozpoznawaniem kodów kreskowych, obrazowania 3D RGB, automatycznego systemu ważenia i nawadniania i wielu innych zaawansowanych technologii,Uzyskiwanie optymalnej ilości próbek roślin - pełnego zakresu analizy obrazowania fizjologicznego i morfologicznego różnych roślin, od musztarki, kukurydzy do różnych innych roślin, do pomiarów analizy obrazowania fenotypowego roślin o wysokim przepływie, pomiarów analizy obrazowania odpowiedzi przymusowej roślin, pomiarów analizy wzrostu roślin, badań ekotoksykologicznych, identyfikacji cech i badań analizy fizjologicznej i ekologicznej roślin itp. Automatyczny transport roślinPlantScreenSystem nadaje się głównie do próbek roślin o wysokości 0-40 cm.

PlantScreenSystem obejmuje następujące funkcje analizy obrazu:

1.Analiza obrazowania fluorescencyjnego chlorofilowego: pojedynczy obszar obrazowania 35x35 cm, parametry pomiaru obrazowania obejmują Fo, Fm, Fv, Fo’, Fm’, Fv’, Ft, Fv/Fm, Fv’/Fm’, Phi_PSII, NPQ, qN, qP, Rfd Poczekaj na dziesiątki parametrów fluorescencyjnych chlorofylu

2.RGBAnaliza obrazu: parametry pomiaru obrazu obejmują:

1)Powierzchnia liści (Leaf area): Useful for monitoring growth rate）

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

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

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

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

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

7)Leaf Length (SLENDERNESS OF LEFTS) - szczupłość liści

8)Średnica koła (Circle Diameter). Diameter of a circle with the same area as the plant）

9)Powierzchnia skałupa przenośnego (Convex Hull Area). Useful for compactness evaluation）

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

11)Odległości międzywęzłowe (Internodal Distances)

12)Wysokość wzrostu (Growth Height)

13)Maksymalna wysokość i szerokość rośliny w 3 wymiarach

14)Tempo wzrostu względnego (relative growth rate)

15)Kąt liści (Leaf Angle)

16)Liczba liści w węzłach (Leaf Number at Nodes)

17)Inne parametry, takie jak segmentacja kolorów do oceny sprawności roślin, indeks zielenia i inne

3.Wysokospektralna analiza obrazowania (opcjonalna) umożliwia obrazowanie i analizę następujących parametrów:

1)Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) - wskaźnik roślinności normalizowanej różnicy

2)Wskaźnik prostego stosunku (Simple Ratio Index)Equation: SR = RNIR / RRED）

3)Modyfikowany indeks wchłaniania chlorofilu w refleksji (MCARI1)
Equation: MCARI1 = 1.2 * [2.5 * (R790- R670) - 1.3 * (R790- R550)]）

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

5)indeks zieloności (G),Equation: G = R554 / R677）

6)Modyfikowany indeks wchłaniania chlorofilu w odbicie (MCARI)
Equation: MCARI = [(R700- R670) - 0.2 * (R700- R550)] * (R700/ R670)）

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

8)Indeks roślinności trójkątnej (Triangular Vegetation Index, TVI), Equation: TVI = 0.5 * [120 * (R750- R550) - 200 * (R670- R550)]）

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

10)Wskaźnik pigmentu prostego stosunku (Simple Ratio Pigment Index, SRPI)Equation: SRPI = R430 / R680）

11)Normalizowany Indeks Faeophytinizacji (NPQI)Equation: NPQI = (R415- R435) / (R415+ R435)）

12)Indeks odbicielności fotochemicznej roślinności (Photochemical Reflectance Index, PRI)Equation: PRI = (R531- R570) / (R531+ R570)）

13)Normalizowany Indeks Chlorofilu Pigmentowego (NPCI), NPCI = (R680- R430) / (R680+ R430)）

14)CarterWskaźniki Cartera (Carter Index)
, Equation: Ctr1 = R695 / R420; Ctr2 = R695 / R760）

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

16)SIPIStructural Intensive Pigment Index (SIPI) jestEquation: SIPI = (R790- R450) / (R790+ R650)）

17)Gitelson-MerzlyakIndeksy Gitelsona i Merzlyaka, Equation: GM1 = R750/ R550; GM2 = R750/ R700）

4.Analiza obrazowania cieplnego (opcjonalna): do analizy obrazowania dwuwymiarowego rozkładu ciepła rośliny w przypadku promieniowania świetlnego, dobre chłodzenie ciepła może umożliwić roślinie wytrzymanie wysokiego promieniowania świetlnego lub niskich warunków wodnych (susza) przez dłuższy czas

5.Analiza obrazowania bliskiej podczerwieni (opcjonalna): do obserwacji i analizy stanu wilgotności roślin i ich rozkładu między różnymi tkankami, rośliny w dobrym stanie podlewania wykazują wysoką wchłanianie widma bliskiej podczerwieni, podczas gdy rośliny w stanie suchej wykazują wysoką odbicielność widma bliskiej podczerwieni. Za pomocą oprogramowania analitycznego można monitorować całą dynamikę procesu analizy, od przymusu suchego do procesu podlewania ponownie, a także odpowiedź roślin na przymusu suchego i efektywność wykorzystania wilgotności, a także tworzenie fałszywych obrazów, można przeprowadzić odpowiednie badania analityczne z indeksem morfologicznym roślin i indeksem fluorescencyjnym klorofilu.

Konfiguracja i zasada działania systemu:

Cały system składa się z zautomatyzowanego systemu transportu roślin, komory adaptacyjnej do światła, obrazowania RGB, FluorCamObrazowanie fluorescencyjne chlorofilowe, obrazowanie wysokiego spektrum, obrazowanie termograficzne roślin, obrazowanie roślin w podczerwieni bliskiej, automatyczny system nawożenia i ważenia nawozów, system identyfikacji roślin itp. Składa się z roślin w pomieszczeniach, które mogą być przesyłane przez taśmy do komory obrazowej do analizy obrazu itp. Cały system może być dostosowany do rzeczywistych potrzeb użytkownika i bardzo dopasowany do rzeczywistych potrzeb użytkownika.

Wskaźniki techniczne:

1.Automatyczne załadowanie i rozładowanie próbek roślin，Identyfikacja próbek śledzenia za pomocą kodu kreskowego lub etykiety RFID

2.Pokój adaptacyjny do światła: do adaptacji do światła lub uprawy roślin, źródło światła LEDIntensywność światła do 1000 μmol/m².s， Bez efektu cieplnego, intensywność 0-100% regulowalna, można ustawić zmiany cyklu światła poprzez program eksperymentalny, opcjonalny typ ogólny lub specjalny, taki jak komora obserwacyjna wzrostu ryżu, a także opcjonalna funkcja analizy obrazu 3D (w tym system obrazu 3D XYZ i oprogramowanie)

3.Standardowy uchwyt na paletę 35 x 30 cm do umieszczania roślin w doniczkach lub do pomieszczenia wielu małych doniczek, każda z nich może pomieścić 20 standardowych doniczek (58 mm x 58 mm x 95 mm), maksymalne doniczek L35cm x W28cm można dostosować

4.Automatyczny system przenośny z pomieszczenia adaptacyjnego światła do pomieszczenia obrazowego tworzy kanał przenośny pierścienny, pas przenośny wykorzystuje trójfazowy silnik asynchronowy przekładni biegów, 200-1000W, szerokość pasma przenośnego 320 mm, obciążenie 130 kg, prędkość 9 m / min

5.Centralna jednostka przetwarzania systemu sterowania mobilnego: CJ2M-CPU33; cyfrowe I/O: maksymalnie 2560 punktów; Komunikacja PLC: wysokiej klasy PC za pośrednictwem Ethernet 100Mb / s; OMRON MECHATROLINK-II maksymalnie 16 osi precyzyjnego pozycjonowania

6.Pokój pomiarowy obrazowania roślin: 150 cm (długość) × 150 cm (szerokość) × 220 cm (wysokość), izolowany od światła otoczenia, szybkie automatyczne otwieranie i zamykanie drzwi, cykl otwierania i zamykania krótszy niż 3 sekundy, system czujnika ekranu światła, identyfikator kodów kreskowych i czytnik RFID

7.Standardowa wysokość jednostki obrazowej 0-50 cm, opcjonalna wysokość 100 cm lub wyższa do badania wysokich roślin, standardowa odległość ogniskowa 22-27 cm

8.RFIDOdległość rozpoznawania czytnika: 2-20 cm; Komunikacja: RS485; Identyfikator kodu kreskowego może odczytać kod QR 1-wymiarowy, 2-wymiarowy, źródło światła LED ułatwia rozpoznawanie w słabym świetle, komunikacja RS485

9.System ekranu świetlnego F3EM2 dostosowany do klienta do precyzyjnego pomiaru wysokości i szerokości rośliny w celu automatycznego dokładnego pozycjonowania kamery tylnej do pomiaru obrazu, zakres pomiaru 150 cm, rozdzielczość 5 mm; standardowy pomiar wysokości laserowej 0-50 cm, dokładność 5 mm

10. Obrazy fluorescencyjne chlorofilowe: w tym kamery fotoizolacyjne, automatyczne otwieranie i zamykanie drzwi, taśmy przenośne、 PLC sterowanie automatycznym systemem skupiania ruchu w górę i dół, duża płyta źródła światła LED 73 × 73 cm, 7-bitowe koło filtru itp., Pojedynczy obszar obrazowania 35 × 35 cm, pomiar światła pomarańczowego 620 nm, pomarańczowego i białego światła optochemicznego o podwójnej długości fali, nasycony błysk światła w białym kolorze, maksymalna intensywność światła 3600 μmol.m-2.s-1, rozdzielczość obiektywu 1360 × 1024 pikseli

11.Automatyczne nawadnianie i ważenie,Można podlewać i ważyć równocześnie pięć garnek roślinnych z dokładnością ± 1 g; po ważeniu precyzyjne podlewanie może być ustawione przez procedurę eksperymentalną (protokół) w procesie podlewania (reżim) lub stanie przymusu suchej, a także opcjonalny system zaopatrzenia w składniki odżywcze z ilością podlewania w składniki odżywcze roślinne (np. nawóz azotowy itp.); Automatyczna zerowa kalibracja przed ważeniem, a także automatyczna ponowna kalibracja przedmiotów o znanej wadzie (np. wagi); Poziom ochrony: IP66

12. System ważenia na zamówienie klienta składa się z 4 jednostek ważenia, ograniczenie bezpieczeństwa: 150% Ln; Kompensacja temperatury: -10-40 ° C, standardowy zakres pomiaru 7 kg, opcjonalnie 10 kg, 15 kg lub 20 kg; Standardowy system ważenia służy do precyzyjnego ważenia standardowych garnek roślinnych, maksymalna waga 300 g, rozdzielczość 1 g, dokładność 0,5 g, parametry pomiaru obejmują rzeczywistą wagę, ilość nawadniania itp.

13. RGBObrazowanie: górny i boczny obraz trójwymiarowy (3 kamery), każda kamera ma oddzielną płytę sterującą, aby ustawić czas ekspozycji, zysk, bilans białego itp., Za pomocą klawisza zrzutu płyty sterującej można natychmiastowo zrobić zdjęcie i wyświetlać informacje o rozdzielczości, itp., Można również automatycznie obrazować i przechowywać w bazie danych w trybie automatycznym. Czas skanowania obrazu jest krótszy niż 10 sekund, opcjonalna funkcja modelowania 3D

14.RGBSystem obrazu obejmuje komorę obrazową (izolację światła), taśmę przenośnikową i czujniki pozycji, 3 kamery, źródło światła i oprogramowanie do analizy obrazu, standardowo z obszarem obrazowania35x 35 cm, odległość ogniskowa 22-27 cm, źródło światła LED zimno-białe (bez wpływu cieplnego na rośliny)

15.Standardowa kamera USB Ethernet z efektywnymi pikselami 2592x 1944, rozdzielczość bitowa 12 bitów, wydajność kuantowa światła: szczyt niebieskiego światła 465nm, szczyt zielonego światła 540nm, szczyt czerwonego światła 610nm; obiektyw optyczny 28mm, kaliber 43,2mm, zakres otworu 2,8-F16

16. NIRJednostka obrazowania bliskiej podczerwieni: Zdjęcie zdolne do przechwytywania pasma wchłaniania wody 1450-1600nm w celu odzwierciedlenia stanu wilgotności roślin, wykazuje wysoką wartość wchłaniania NIR w przypadku dostaw wody, wykazuje wysokie odbicie NIR w przypadku presji suchej, fałszywe kolorowe obrazowanie NIR może odzwierciedlać i analizować stan wilgotności roślin za pomocą oprogramowania

17.Jednostka obrazowania wysokiego spektrum obejmuje komorę pomiarową obrazowania fotoizolowanego, automatyczne otwieranie i zamykanie drzwi, taśmy przenośnikowe, kontrolowane przez PLC obiektywy automatycznego skupiania, w tym obiektywy SWIR i VNIR, źródło światła, system analizy obrazowania itp., Pasmo obiektywu VNIR 380nm-1000nm, otwarcie F / 0.2, szerokość szczeliny 25 μm, długość szczeliny 18 mm, prędkość kadry 12-236 fps; Pasmo obiektywu SWIR 900-2500 nm, otwór F/0.2, szerokość szczeliny 25 μm, długość szczeliny 18 mm, prędkość klatek 60 lub 100 fps, powierzchnia obrazowania 35 x 35 cm

18.Użytkownicy mogą wybrać obrazowanie SWIR, VNIR lub obrazowanie pełnopasmowe dwóch obiektywów za pośrednictwem programu eksperymentalnego, w czasie 15 sekund każdego z obiektywów.

19.Jednostka obrazowania termicznego: rozdzielczość 640 x 480 pikseli, zakres temperatury -20-120 ° C, wrażliwość NETD < 0,05 ° C @ 30 ° C / 50mK, dokładność ± 2 ° C, standardowa powierzchnia obrazowania do 35 x 35 cm, zakres ogniskowy 40-50 cm, białe źródło światła, maksymalna intensywność światła 500 μmol.m-2.s-1, 0-100% regulowalna

20.FS-WIDuże pokoje roślinne

ØŹródło światła: zimno-biała LED (6500K) + daleko-czerwona LED (735nm), inne źródła światła, takie jak trójkolorowa płyta światła RGB, mogą być dostosowane do potrzeb, mogą być regulowane w 0-100%, dedykowane źródło światła chłodzące przepływ powietrza, mogą być programowane do symulacji zmian cyklu dziennego i nocnego, zmian środowiska światła w przyrodzie, takich jak wschód słońca i zachód słońca, a także różne inne

ØMaksymalna jednorodna intensywność światła: 1000 µmol (fotony) / m².s

ØZakres kontroli temperatury: 10 ° C-40 ° C (efekt kontroli jest związany z intensywnością światła i temperaturą otoczenia, temperatura pokojowa do 30 ° C), można dostosować większy zakres kontroli temperatury, można zaprogramować symulację zmian cyklu dziennego i nocnego, zmian temperatury w przyrodzie, takich jak wschód słońca i zachód słońca oraz różne inne arbitralne zmiany

ØZakres kontroli wilgotności: 40-80% ± 7% (efekt kontroli zależy od intensywności światła), możliwe programowanie do symulacji zmian cyklu dziennego i nocnego, zmian wilgotności w przyrodzie, takich jak wschód i zachód słońca oraz różne inne arbitralne zmiany

21.Systemy kontroli i analizy zbierania danych:

ØPrzyjazny dla użytkownika interfejs graficzny

ØZdefinowane przez użytkownika, edytowalne automatyczne protokoły pomiarowe

ØMySQLSystem zarządzania bazami danych, który może przetwarzać duże bazy danych z dziesiątkami milionów rekordów, obsługuje wiele silników przechowywania danych, które są automatycznie przechowywane w różnych tabelach w bazie danych

ØFunkcja rejestracji kodów roślin: w tym kod identyfikacyjny roślin, kod identyfikacyjny tacy itp. przechowywany w bazie danych, automatycznie wyodrębnia kod kreskowy lub etykietę RFID podczas pomiaru

ØInterfejs ekranu dotykowego wyświetlający online liczbę taczek roślinnych, intensywność światła, analizę stanu pomiaru i wyników itp., Łatwa kontrola wszystkich części mechanicznych i stacji roboczych obrazowych za pomocą oprogramowania

ØWszystkie pomiary można wykonać za pomocą domyślnego programu, tworzyć niestandardowy proces pracy za pomocą narzędzi deweloperskich lub ręcznie włączać lub wyłączać źródło światła LED, obrazowanie RGB, obrazowanie fluorescencyjne chlorofilowe, ważenie i nawadnianie itp.

ØProtokoły z klawiszami Start, End i Pausa

ØAutomatyczna kontrola ruchu próbek roślin i aktywacji pojedynczej stacji obrazowej w zależności od potrzeb eksperymentalnych

ØAnaliza wzrostu cyfrowego RGB z 3 kątami widzenia aparatu, w tym analiza progu i analiza koloru

ØW przypadku obrazów fluorescencyjnych z chlorofylem oprogramowanie umożliwia masową analizę parametrów wyłączenia, zawierającą średnią obszarów zainteresowania użytkownika i wartości pikselowych na zdjęciu z usunięciem tła. Dane analityczne są przechowywane w bazie danych w postaci oryginalnego obrazu i danych analitycznych.

ØW przypadku wykresów termograficznych FIR 16-bitowy obraz może być wyeksportowany bezpośrednio do MATLAB lub za pośrednictwem oprogramowania do generowania fałszywego obrazu z rozkładem temperatury.

Miejsce pochodzenia:europejskiej