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RhizoTron®根系表型高光谱成像分析系统

2023-10-07 15:52:42.0 / 473人浏览 / 0人评论

RhizoTron®根系表型高光谱成像分析系统可对生长于RhizoBox根盒(带根窗)的作物根系进行高光谱成像分析和UV激发生物荧光成像分析(选配),可选配Thermo-RGB成像分析及冠层表型成像分析。系统由主机系统和光谱成像系统组成:主机系统包括系统平台(主机箱)、控制单元、样品托、数据处理服务器等组成;光谱成像系统由光谱成像单元(包括成像传感器、光源、云台等)和自动扫描轴组成。其主要技术特点如下:

  1. 基于RhizoTron®根窗技术的高光谱成像分析技术,可选配不同规格尺寸RhizoBox根系观测培养根盒,或自己制作培养根盒;可选配多通道智能LED培养台
  2. 标配为60度倾斜自动扫描成像,同时对RhizoBox根系和幼苗进行高光谱成像分析和RGB成像分析,可选配其它角度如45度、70度和90度(垂直扫描成像)
  3. 可对根系进行UV-MCF紫外光激发生物荧光高光谱成像,以研究分析根系活动及根系与土壤互作关系、荧光假单胞菌等Avraham Alony and Raphael Linker, 2013);或选配根系Thermo-RGB成像分析

  1. 可选配顶部冠层RGB成像分析、红外热成像分析、高光谱成像分析、叶绿素荧光成像分析(可选配适于正常培养盆的样品托)
  2. 可选配iPOT数字化植物培养盆或RhizoBox根系培养盒,持续监测土壤水分温度、重量、植物生长、光合效率、PI(performance Index)、茎流等生理生态指标,可自动采集土壤渗漏水并进行土壤营养盐分析
  3. 模块式结构,具备强大的系统扩展功能,系统平台自动万向脚轮,方便移动
  4. 可远程控制(选配)、自动运行数据采集存储等功能

自左至右依次为:RhizoTron®根系高光谱成像分析系统、系统内部结构图(包括侧面倾斜自动扫描成像平台、RhizoBox、顶部成像传感器等)、棉花根系RGB成像、棉花根系高光谱成像分析(900-1700nm)

技术指标:

  1. 控制单元为嵌入式操作系统,10英寸全中文触控屏,方便系统调试、试运行等
  2. 触控屏+PC端全中文GUI软件双重控制,用户可通过PC端全中文GUI软件实现远程操控相机及平台
  3. 支持组合命令:最高可设置10条命令,实现无人值守工作
  4. 串口通信和TCP/IP协议,实现与单片机的通信控制和远程通信协议
  5. 内置高清监视镜头、温湿度及光照传感器,实时监测主机箱体内部状态及环境参量
  6. 标配自动扫描轴60度倾斜,可防止倾斜根系培养盒的土壤扰动影响
  7. 自动扫描轴推扫速度与精度:1-40mm/s可调,移动精度1mm
  8. 有效扫描范围:标配100cm
  9. 样品托:标配RhizoBox根盒40cm宽(宽度可调,40cm为标配最大宽度)、最大高度可达100cm,可选配其它规格
  10. 样品托盘适配于单个大培养盆或多个小培养盆,可根据客户需求定制
  11. VNIR高光谱成像:
    1. 波段范围:400-1000nm
    2. 波段数:448通道
    3. 光谱分辨率:FWHM 5.5nm
    4. 空间像素:1024
    5. 信噪比400:1
  12. SWIR近红外高光谱成像:
    1. 波段范围:900-1700nm
    2. 波段数:224通道
    3. 光谱分辨率:FWHM 8nm
    4. 空间像素:640
    5. 信噪比:1000:1
  13. SpectrAPP®高光谱成像分析软件:可进行光谱融合、ROI选区分析、光谱分析、频率直方图、自动识别不同波段峰值,可分析NDVI、PRI、CRI、ARI、PSRI、NPQI、EVI、HI、WBI等近百种光谱指数,可根据需求定制添加光谱指数
  14. 标配RGB彩色成像:分辨率2448×2048像素,CMOS 2/3“传感器,帧频74fps,信噪比40dB2×2像元融合(binning),配备专业植物根系分析软件
  15. Thermo-RGB成像(选配):
    1. Thermo-RGB融合分析技术,包括Thermo-RGB融合分析软件
    2. 红外热成像分辨率:640×512像素,超分辨率模式可达1266×1010像素
    3. 测量温度范围:-25°C-150°C
    4. 灵敏度:0.05°C(50mK)@30°C,可选配0.03°C灵敏度
    5. 光谱范围:7.5-13.5μm
    6. 传感器:非制冷红外焦平面感应器,已多点校准(具校准证书)
    7. 16Mpx RGB成像,1/2.8”CMOS传感器
    8. 可分析根系深度、根系宽度、凸包面积、总长、根系面积(相对生物量)等根系表型数据
    9. 红外热成像分析软件具备调色板(自然、彩虹、灰度、梯度等颜色组合)、差值技术、温度范围设置(以改变颜色分布或突出选择范围等)、等温线模式、选区分析(点、线、多边形等)、温度扫描(显示所选线的温度分布曲线等)、剖面温度、时间图等;可显示图片信息;具备报告模式等;可进行控制设置

  1. 多通道智能LED培养台,RGBW四通道智能调整LED光源,0-100%可调,可模拟昼夜节律、不同光配方等,最大光强300微摩尔/平米.秒
  2. 叶绿素荧光成像单元(选配):
    1. 专业高灵敏度叶绿素荧光成像CCD,帧频50fps,分辨率720×560像素,像素大小8.6×8.3µm
    2. 光化学光最大1000µmol.m-2. s-1可调,饱和脉冲3900µmol.m-2. s-1
    3. 可自动运行Fv/FmKautsky诱导效应、荧光淬灭分析、光响应曲线等protocols
    4. 50多个叶绿素荧光自动测量分析参数,包括:Fv/FmFv’/Fm’Y(II)NPQqNqPRfdETR等,自动形成叶绿素荧光参数图
    5. 自动同步显示叶绿素荧光参数及参数图、叶绿素荧光动态曲线、叶绿素荧光参数频率直方图
  3. 系统平台规格:标配约145cm×60cm×160cm(长×宽×高)、重量约50kg

左图为顶部冠层高光谱成像(NDVI),右图为根系成像提取(EcoTech®实验室提供)

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