實驗室傳送帶植物表型平臺

實驗室傳送帶植物表型平臺是一種在溫室或?qū)嶒炇抑校脧碗s傳送帶系統(tǒng)運送植物樣本，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系統(tǒng)。傳送帶植物表型平臺適用于幾乎所有類型的植物樣品的表型信息獲取。通過調(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)護植物樣品的勞動，在表型信息獲取過程中也基本上無需人工干預(yù)。成像暗室使相機的安裝角度更為靈活，并且排除了外部光線對成像效果的影響，允許用戶獲取更豐富、更準確的表型信息。

系統(tǒng)組成

傳送帶植物生長平臺：

包含水平直線運行傳送帶、轉(zhuǎn)向傳送帶、植物樣品抬升旋轉(zhuǎn)裝置、花盆識別系統(tǒng)、澆灌稱量系統(tǒng)等組成。水平直線運行傳送帶為傳送帶系統(tǒng)的主干，即擔負輸送植物樣品移動的功能，又是植物樣品日常的生長區(qū)域。轉(zhuǎn)向傳送帶負責在傳送帶運行途中出現(xiàn)分支時，確保植物樣品運動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前抬升旋轉(zhuǎn)，幫助相機獲取植物各角度的表型信息。花盆識別系統(tǒng)為每個植物樣品進行編碼、識別，確保對植物樣品管理的精準性。澆灌稱量系統(tǒng)為每個植物樣品澆水、補充營養(yǎng)液、稱重。
成像系統(tǒng)：

成像系統(tǒng)中包含可見光相機、多光譜/高光譜相機、熱紅外相機、激光掃描儀、葉綠素熒光儀等表型測量設(shè)備，補光鹵素燈，工控機控制系統(tǒng)等子系統(tǒng)。整個成像系統(tǒng)根據(jù)表型信息獲取方式不同，分為多間獨立的成像暗室，各表型測量設(shè)備在獨立的暗室中，在標準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)采集與存儲系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計與可視化展示系統(tǒng)、報警監(jiān)控系統(tǒng)等。

系統(tǒng)功能

可見光成像：

可獲取單株投影面積、單株葉片數(shù)量、單株投影周長、單株投影凸包長/短軸等植物單株表型信息。測量精度±5mm。
可獲取單葉片面積、單葉片周長、單葉片凸包長/短軸、單葉片顏色比例分析等植物葉片表型信息。測量精度±5mm。
可獲取植物可見光顏色構(gòu)成比例、單株生長歷程回放等植物生長狀態(tài)信息。
在成像暗室中可安裝多臺不同角度的可見光相機，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。
改進的葉綠素吸收反射指數(shù)（MCARI）、改進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)、簡單比值色素指數(shù)（SRPI）、歸一化脫鎂作用指數(shù)（NPQI）、光化學植被反射指數(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，進而分析植物蒸騰等問題。
激光掃描成像：

可獲取植物3D點云模型，進而獲取植物高度、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。
葉綠素熒光成像：

葉綠素熒光作為光合作用研究的探針，得到了廣泛的研究和應(yīng)用。通過葉綠素熒光儀，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。