龍門式高スループット表現型採集分析プラットフォーム（支柱式）

一、製品紹介

龍門式高スループット表現型採集分析プラットフォーム（支柱式）植物表現型が遺伝子と環境の相互作用の下で時空動態変化の特徴を呈していることに対して、研究開発した長期連続動態モニタリング植物表現型の田畑軌道式表現型モニタリング設備である。中央イメージングユニットは多種類のイメージングセンサの配置をサポートし、プラットフォームと建設需要の高度な適合を効果的に保障する。龍門式高スループット表現型採集分析プラットフォーム（支柱式）大田環境下の作物成長過程における器官尺度の表現型特徴と生理パラメータ変化の連続測定を実現でき、光合成効率、ストレスとストレス抵抗などの生理性状の表現型高フラックス分析とストレス耐性品種スクリーニングなどの研究を展開できる。

二、機能特徴

1、多シーン応用：田畑或いは室内シーン下の作物の高スループット表現型パラメータの収集と応用を行うことができ、田畑環境、作物栽培要求、ユーザー実験要求及び作物生理要求に適応し、異なる栽培密度の田畑作業需要を満たし、実験応用中の成長研究、逆境応答、病害研究などの多種のシーンに用いることができる。‌

2、多モードイメージングシステム：RGB、多スペクトル、熱イメージング、及び葉緑素蛍光イメージングモジュールを選択的に配置でき、葉身形態、葉緑素含有量及び水分ストレス検出をサポートする。

3、XYZ三軸自動移動：システムはPCL全自動制御システムに基づいて、中央イメージングユニットの全過程自動移動と収集運転を実現し、人工操作誤差を減少する。

4、データ収集と分析ソフトウェアを搭載：多種の光学センサー収集インタフェースを集積し、ソフトウェア上のオペレーティングシステムで全自動運転と各イメージングユニットの収集と分析を行うことができ、分析結果は実験データに自動的に保存される。

5、高スループットデータ収集：高集積多タイプ、多次元イメージングユニットの収集と分析、一日に5000本超のサンプルを処理することができる（イメージング構成による）。

6、自動化パラメータ解析：システム自動内蔵作物解析モデルアルゴリズム、搭載されたイメージングモジュールに基づいて100以上の植物表現型パラメータと生理パラメータを直接自動解析する、

7、AIアルゴリズムを搭載して分析する：測定したデータに対して更なるAI分析を行い、成長曲線とストレス応答図譜を生成し、PDF報告と可視化図表を生成でき、R言語統計ツールに適合する。

8、環境制御と拡張機能：自動秤量、水やりと農薬散布システムを配備し、気象環境、土壌土壌土壌土壌水分監視モジュールを集積し、長期監視と植物成長周期環境データの収集をサポートする。

9、安全設計：システムは制限装置、急停止ボタンなどの安全保護装置を有し、故障警報装置を備え、操作の安全性を保障し、停止、故障、オフラインなどの状況はシステムの安定性に影響しない。

10、データ安全：データは安全な伝送モードを採用し、貯蔵空間は無限に拡張し、ユーザーの需要を保障すると同時にデータ安全を保障する。

11、カスタマイズ化設計：ユーザーの実験に合わせて需要設計を展開することができ、異なる作物に基づいて異なる実験測定方案をカスタマイズし、カスタマイズ化ソフトウェアを開発し、すべてのソフトウェアは長期的な更新とアップグレードを保証する。

12、環境適応性：軌道システムは防腐コーティングと密封軸受を採用し、全天候の田畑運行をサポートする。

13、マルチスペクトルイメージング：可視光（RGB）、近赤外（NIR）及び赤外熱イメージング（Thermo-RGB）センサーを集積し、解像度は4112×3008（1230万画素）に達し、羽根形態（長さ、幅、面積）と冠層温度動態分析をサポートする。

14、高スペクトルイメージング：400-2500 nmスペクトル範囲をカバーし、クロロフィル蛍光（SIF）と生理生化学パラメータ（例えば窒素含有量、水分ストレス）の非損傷検出をサポートする。

15、3 D形態分析：レーザー走査或いは回転装置によって植物の3次元再建を実現し、株高、冠層被覆度及びシャドウ効果などのパラメータを測定することができる。

16、形態表現型パラメータ：株高、葉面積、冠層被覆度、葉傾角、緑葉総面積、黄葉総面積、緑葉面積比、葉老化程度など

17、生理表現型パラメータ：NDVI、Clgreenなど多くの葉緑素/窒素含有量などの生理関連植生指数

18、冠層温度パラメータ：冠層温度、冠ガス温度差など

19、葉緑素蛍光パラメータ：Fv/Fm、PSIIなど

三、技術パラメータ

1、竜門移動ユニット（柱軌道）

ドアフレームの寸法：スパン2 ~ 12 m、長さ20 m、カスタマイズ可能な設計

ドアフレームの高さ：3 ~ 6 m、カスタマイズ可能な設計

最大積載能力：200 kg

軌道繰り返し位置決め精度：±0.5 mm

運転速度：0 ~ 4 m/秒、周波数変換速度

動作環境：温度範囲：-20 ~ 50℃、湿度範囲：30%~ 90%RH

2、可視光撮像ユニット

センサータイプ：フルカラー高解像度RGB産業用カメラ

カメラ画素：1230万画素

測定パラメータ：作物の総面積、緑葉面積、緑葉面積の占有率、フラクタル次元数、内接モーメント面積、内接モーメント幅、高さ、周長面積比、総面積の最小内接モーメント面積比、凸包面積、可視翼縁長、作物の緑保持特性、巻葉程度、枯死葉比率、株コンパクト度、株伸展度、株型分散度などを含む。

3、スペクトル撮像ユニット

高スペクトルイメージング波長範囲：400 ~ 2500 nm（400 ~ 1000 nm、900 ~ 1700 nm、1000 ~ 2500 nm）

マルチスペクトル撮像波長範囲：4/6/8チャネル帯域（400 ~ 1000 nm）

スペクトル分解能：5.5 nm（高スペクトル）

測定パラメータ：植物冠層スペクトル特徴曲線を計算し、及びスペクトル指数例えばNDVI、GVIなどの30個の常用植生指数の獲得、クロロフィル含有量、冠層窒素含有量などの生物学パラメータの分析を用いて、植物成分含有量の変化、栄養状況及び病害の発生状況を解析する。

4、レーザレーダユニット

レーザーレベル：1次安全レーザー

距離測定範囲：0.1 ~ 20 m

収集視野角：水平360°、垂直300°

測定精度：<3mm@1m

測定パラメータ：株高、葉面積、葉面積指数、投影面積、植物群冠層被覆度、植物群冠層高さ平均値、植物群冠層幅平均値、植物群冠層幅平均値、葉面積密度など。

5、赤外線熱イメージングユニット

温度測定範囲：-40から+150℃、+100から+650℃、+300から+2000℃（オプション）

温度測定精度：±2℃または示度の±2%

解像度：640*480 pixel

焦点距離：24.6 mmまたは類似

熱感度/NETD：<0.05℃@+30℃/50 mK

空間分解能（IFOV）：0.68 mrad

プローブ画素ピッチ：17µm

プローブ時定数：標準8 ms

測定パラメータ：冠層平均温度、最高温度、zui低温度を計算でき、温度分布図、領域温度分析を形成できる。