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實(shí)驗(yàn)室傳送帶植物表型平臺(tái)

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簡(jiǎn)介：實(shí)驗(yàn)室傳送帶植物表型平臺(tái)是一種在溫室或?qū)嶒?yàn)室中，利用復(fù)雜傳送帶系統(tǒng)運(yùn)送植物樣本，將植物樣本送入安裝有一種或多種表型信息獲取模塊的暗室，從而采集表型信息的植物表型平臺(tái)系統(tǒng)。傳送帶植物表型平臺(tái)適用于幾乎所有類型的植物樣品的表型信息獲取。通過(guò)調(diào)整花盆規(guī)格尺寸、表型信息獲取設(shè)備的拍攝位置，可適應(yīng)不同大小、不同株型、不同種類的植物樣品的表型信息獲取需求。系統(tǒng)中的澆灌稱量系統(tǒng)減輕人力養(yǎng)護(hù)植物樣品的勞動(dòng)，在表型信息獲取過(guò)程中也基本上無(wú)需人工干預(yù)。成像暗室使相機(jī)的安裝角度更為靈活，并且排除了外部光線對(duì)成像效果的影響，允許用戶獲取更豐富、更準(zhǔn)確的表型信息。系統(tǒng)組成傳送帶植物生長(zhǎng)平臺(tái)：包含水平直線運(yùn)行傳送帶、轉(zhuǎn)向傳送帶、植物樣品抬升旋轉(zhuǎn)裝置、花盆識(shí)別系統(tǒng)、澆灌稱量系統(tǒng)等組成。水平直線運(yùn)行傳送帶為傳送帶系統(tǒng)的主干，即擔(dān)負(fù)輸送植物樣品移動(dòng)的功能，又是植物樣品日常的生長(zhǎng)區(qū)域。轉(zhuǎn)向傳送帶負(fù)責(zé)在傳送帶運(yùn)行途中出現(xiàn)分支時(shí)，確保植物樣品運(yùn)動(dòng)至正確的傳送帶支路上。植物樣品抬升旋轉(zhuǎn)裝置則使植物樣品在相機(jī)前抬升旋轉(zhuǎn)，幫助相機(jī)獲取植物各角度的表型信息?；ㄅ枳R(shí)別系統(tǒng)為每個(gè)植物樣品進(jìn)行編碼、識(shí)別，確保對(duì)植物樣品管理的精準(zhǔn)性。澆灌稱量系統(tǒng)為每個(gè)植物樣品澆水、補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)液、稱重。成像系統(tǒng)：成像系統(tǒng)中包含可見(jiàn)光相機(jī)、多光譜/高光譜相機(jī)、熱紅外相機(jī)、激光掃描儀、葉綠素?zé)晒鈨x等表型測(cè)量設(shè)備，補(bǔ)光鹵素?zé)?，工控機(jī)控制系統(tǒng)等子系統(tǒng)。整個(gè)成像系統(tǒng)根據(jù)表型信息獲取方式不同，分為多間獨(dú)立的成像暗室，各表型測(cè)量設(shè)備在獨(dú)立的暗室中，在標(biāo)準(zhǔn)化光源的幫助下獲取植物表型信息。軟件分析系統(tǒng)：軟件分析系統(tǒng)中包含成像設(shè)備控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與可視化展示系統(tǒng)、報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)等。系統(tǒng)功能可見(jiàn)光成像：可獲取單株投影面積、單株葉片數(shù)量、單株投影周長(zhǎng)、單株投影凸包長(zhǎng)/短軸等植物單株表型信息。測(cè)量精度±5mm。可獲取單葉片面積、單葉片周長(zhǎng)、單葉片凸包長(zhǎng)/短軸、單葉片顏色比例分析等植物葉片表型信息。測(cè)量精度±5mm。可獲取植物可見(jiàn)光顏色構(gòu)成比例、單株生長(zhǎng)歷程回放等植物生長(zhǎng)狀態(tài)信息。在成像暗室中可安裝多臺(tái)不同角度的可見(jiàn)光相機(jī)，獲取植物頂視圖、斜視圖、側(cè)視圖，豐富植物表型信息。多光譜/高光譜成像：可獲取歸一化指數(shù)（NDVI）、簡(jiǎn)單比值指數(shù)（SR）、最優(yōu)化土壤調(diào)整植被指數(shù)（OSAVI）、綠度指數(shù)（G）、比值植被指數(shù)（RVI）、差值環(huán)境植被指數(shù)（DVIEVI）、綠光歸一化差值植被指數(shù)（GNDVI）等植被指數(shù)信息。改進(jìn)的葉綠素吸收反射指數(shù)（MCARI）、改進(jìn)的葉綠素吸收反射指數(shù)（1MCARI1）轉(zhuǎn)換類胡羅卜素指數(shù)（TCARI）、三角植被指數(shù)（TVI）、ZMI指數(shù)、簡(jiǎn)單比值色素指數(shù)（SRPI）、歸一化脫鎂作用指數(shù)（NPQI）、光化學(xué)植被反射指數(shù)（PRI）、歸一化葉綠素指數(shù)（NPCI）Carter指數(shù)、SIPI指數(shù)、Gitelson－Merzlyak指數(shù)、花青素反射指數(shù)1。可獲取植物含水量、植物含氮量、植物葉綠素含量等植物生理指標(biāo)信息。熱紅外成像：可獲取植物表面溫度信息與溫度分布情況信息，進(jìn)而分析植物蒸騰等問(wèn)題。激光掃描成像：可獲取植物3D點(diǎn)云模型，進(jìn)而獲取植物高度、3D葉面積、投影葉面積、數(shù)字生物量、葉片角度、葉面積指數(shù)、葉片覆蓋率等植物株型信息。葉綠素?zé)晒獬上瘢? 葉綠素?zé)晒庾鳛楣夂献饔醚芯康奶结?，得到了廣泛的研究和應(yīng)用。通過(guò)葉綠素?zé)晒鈨x，可獲取Chl熒光參數(shù)（F0，F(xiàn)M，F(xiàn)V，F(xiàn)0'，F(xiàn)M'，F(xiàn)V'，QY（II））、Abs PAR值、根據(jù)熒光發(fā)射計(jì)算的參數(shù)（例如NPQ，F(xiàn)V / FM，F(xiàn)V '/ FM'，Rfd，qN，qP）、PAR吸收率、光合電子傳輸速率（PS）葉綠素相關(guān)參數(shù)信息。

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