PlantScreen-R移动式植物表型成像分析系统

PlantScreen-R移动式植物表型成像分析系统

PlantScreen-R移动式植物表型分析系统（PlantScreen rover system）为知名大型移动式叶绿素荧光成像系统（Rover FluorCam）的升级版，4个轮子带驱动，以便于大田移动，适于温室及野外大田作物原位表型成像分析测量，具备PlantScreen几乎所有成像分析功能及表型大数据数据库等。标配为RGB成像分析、FluorCam（35x35cm）叶绿素荧光成像分析，可选配高光谱成像、红外热成像、3D激光扫描等功能模块，成像高度可调（标配最 高植株高度可达1m），是田间作物高通量表型分析、植物生理生态研究的重要仪器设备，可直接对野外植物或田间栽培作物进行原位成像测量分析，还可与SoilTron多功能小型蒸渗仪配合使用，直接对SoilTron培养植物进行成像分析。

主要技术特点：

1)      结构紧凑，配置灵活，功能全面，大田等环境使用方便，非损伤、高通量，表型大数据采集与在线分析并可视化展示

2)      全球领 先的FluorCam叶绿素荧光成像技术，是作物生理生态功能性状的必备分析技术，配备独有的高灵敏度叶绿素荧光成像镜头，大量参考文献和应用案例

3)      可选配不同的表型成像分析模块：

a)      叶绿素荧光成像单元，单幅成像面积35cm x 35cm

b)      RGB可见光成像分析单元

c)      高光谱成像分析单元，有VNIR高光谱和SWIR高光谱供选配

d)      NIR（近红外）成像单元，用于对植物水分状态分析

e)      红外热成像分析单元，用于对植物干旱胁迫、气孔导度成像分析

f)       3D激光扫描单元，用于对作物3D成像和形态结构分析

4)      可选配大田环境监测单元或定制网络化监测方案、微环境监测方案，如空气温湿度与太阳辐射/PAR（光合有效辐射）监测、土壤水分温度与盐分监测（不同点或不同剖面深度）、降雨量监测、CO2/O2测量监测等

5)      可选配作物根系监测方案

6)      可选配冠层温度监测、冠层光谱监测、冠层O2与CO2监测等

技术指标：

1)      主机框架平台：标配为铝制结构，具4个驱动轮便于大田移动，高度可调（标配植株最 高高度可达100cm）；可选配其它农具车式平台（需客户定制）

2)      FluorCam叶绿素荧光成像分析（详细指标参见FluorCam叶绿素荧光成像技术），用于植物生理功能性状如光合效率、胁迫与抗性筛选等

a)     成像面积：35×35cm

b)      橙色620nm LED脉冲调制测量光源，用于测量最 小荧光Fo等

c)       双色光化学光，橙色620nm LED和冷白LED光源

d)      冷白LED饱和光闪，光强4000 μmol(photons)/m2.s，用于测量荧光产量Fm等

e)       735nm LED红外光源用于测量Fo’等

f)       高灵敏度CCD传感器镜，分辨率1.4M，A/D 16比特，具备视频模式和快照模式

g)      测量参数：Fo、Fm、Fv、Fo'、Fm'、Fv'、Ft、Fv/Fm、Fv'/Fm'、PhiPSII、NPQ、qN、qP、Rfd、ETR等，用于分析植物光合效率、适合度、生物与非生物胁迫及作物抗性、恢复力等

h)      Fv/Fm、Kautsky诱导效应、荧光淬灭分析等完备自动化测量程序（protocols）与测量参数，如Fv/Fm程序测量时间仅需10s

i)        叶绿素荧光数据在线分析，包括柱状图、测量参数图、数据表格等，具备自定义图像分割等功能

3)   RGB成像，用于植物形态结构与颜色成像分析

a)   CMOS彩色传感器，分辨率5MPix、2560 x 1920（可选配12MPix镜头）、1/2”、14.1fps，像素大小2.2μm

b)   测量参数：叶面积、植物紧实度／紧密度、叶片周长、偏心率、叶圆度、叶宽指数、植物圆直径、凸包面积、植物质心、生长高度、相对生长速率等

c)   可进行颜色分割分析、植物适合度评价、实验生长期叶面积动态变化比较分析、绿度指数、颜色分级分析（健康绿色、亮绿色、暗绿色、其他颜色）等表型参数

4)   红外热成像，用于气孔导度、干旱胁迫指数及其它胁迫成像分析

a)   成像传感器：焦平面阵列微测热辐射计，分辨率 640×480 像素，灵敏度30mK（0.03°C），波段7.5-13μm

b)   温度范围 -20 – 120℃，分辨率<0.03℃@30℃/30mK

c)   具备温度动态Protocols，光照强度、持续时间、热成像分布数据同步获取，以研究分析植物温度分布动态等

d)   具备温度参考传感器（reference sensors）

e)   测量参数：植物每一点的实际温度，植物表面温度分布图

5)   NIR近红外成像分析单元：用于成像监测分析植物水分状态分布，具备假彩调色板，可以方便对比分析，快速监测脱水植物，因而可以监测评估干旱胁迫条件下植物水分的动态变化响应及水分利用效率等

a)   可与RGB成像形态结构参数及FluorCam光合效率参数进行相关分析等；可完整记录追溯干旱过程与复水过程的动态响应等

b)   通过测量水分吸收光谱和940nm参考光谱，有效避免环境光及阴影效应

c)   InGaAs传感器，有效芯片大小9.6x7.7mm，波段范围900－1700nm，分辨率638x510像素，帧频118fps，A/D 14比特

6)   3D激光扫描分析，可建立3D点云模型，用于植物形态结构分析，可分析植物结构、生物量、叶片数量、叶面积、叶片倾斜角度、植物高度等结构形态参数

7)   表型组学研究分析系统：包括客户端应用服务器、可编程序逻辑控制器及专业分析软件等

a)   自动控制与分析功能：具备用户定义、可编辑自动测量程序（protocols），根据用户设定程序自动完成全部实验。数据结果自动存储并分析，分析的数据结果可自动以动态曲线的形式显示

b)   触摸屏操作界面，在线显示植物状态（可视化）、光线强度、分析测量状态及结果等

c)   所测量的所有数据都是透明的、可以追溯的

d)   具备用户权限分级功能，防止其他人员误操作影响实验

e)   厂家远程故障诊断，软件终身免费升级