逆境模擬及植物生長監測平台

一、產(chan) 品介紹

逆境模擬及植物生長監測平台是一套高通量，以多維度傳(chuan) 感器和人工智能算法為(wei) 基礎的高精度環境監測與(yu) 表型鑒定係統，可以完成整個(ge) 植物生長周期中不同環境下的植物生長關(guan) 鍵表型因子的測量。連續獲取環境監測數據。逆境模擬及植物生長監測平台並基於(yu) 人工智能算法對獲取的多維度數據開展深度挖掘。

二、 產(chan) 品組成

智能化栽培單元+流水線自動化傳(chuan) 送單元+多維傳(chuan) 感融合圖像成像單元+邊緣計算與(yu) 解析單元+數據管理單元

1) 智能化栽培單元

環境因子監測：利用土壤類、氣象類傳(chuan) 感器，連續監控土壤水份、土壤溫度溫度、土壤鹽分、土壤PH、土壤氧氣、空氣溫濕度、二氧化碳濃度等；

智能化灌溉：可支持自定義(yi) 設置周期性水肥計劃，實現對灌溉、施肥的定時、定量控製，可實施水分、養(yang) 分、鹽分等因子的定向投放，模擬幹旱、高鹽堿等逆境環境。

2) 流水線自動化傳(chuan) 送單元：

自動化傳(chuan) 送：利用自動化控製係統，可自動將植株從(cong) 智能化栽培區域傳(chuan) 送至成像暗室；

自動定位並識別：利用RFID射頻標簽對每一盆植株進行身份信息識別，植株移動到目標位置時自動進行關(guan) 聯，並自動記錄對應設備的采集數據；

選配稱重模塊：樣品傳(chuan) 送過程中高精度傳(chuan) 感器實現對重量的測定。

3) 多維傳(chuan) 感融合圖像成像單元：

單箱體(ti) 多成像單元一體(ti) 化集成，成像暗室尺寸支持定製。可選配可見光二維、可見光三維、高光譜等獨立成像模塊。高效實現對作物植株的高通量、多維度、自動化實時采集。

可見光二維成像單元：獲取植株側(ce) 視可見光圖像，並利用人工智能算法分析獲取株高、葉頂點數、投影麵積等形態參數，黃色投影麵積、綠色投影麵積等顏色參數，以及平滑度等紋理參數，用於(yu) 植株株型與(yu) 健康狀態相關(guan) 表型分析。

可見光三維成像單元：基於(yu) 算法重構高精度植物模型，基於(yu) 模型獲取植物冠層覆蓋率、冠幅、生物量等參數，用於(yu) 生物量變化與(yu) 長勢分析。

高光譜成像單元：基於(yu) 植物光譜反射信息，可實現植物各部分光譜特征曲線的計算，以及光譜指數如NDVI、GVI等三十個(ge) 常用植被指數的獲取，葉綠素含量、冠層氮含量等生物學參數的分析，用於(yu) 解析植物組分含量變化、營養(yang) 狀況以及病害發生情況。

4) 邊緣計算與(yu) 解析單元：

係統采用全自研算法進行可見光圖像與(yu) 光譜圖像解析，可重構植株高精度三維模型，對形態參數、顏色參數，生物量等進行測定，並生成光譜反射曲線，自動計算多種常見植被指數、葉綠素含量、氮含量等農(nong) 學生物學指標。可根據客戶需求，各模塊支持設計定製關(guan) 聯模型，對特定類型脅迫響應程度或病害等級進行具體(ti) 分析。

5) 數據管理單元：

係統配備專(zhuan) 業(ye) 分析軟件，支持通過自建實驗工程進行數據管理，可按不同成像單元進行數據查看、分析和導出，便於(yu) 根據不同的實驗課題進行整個(ge) 實驗周期數據管理。

三、 應用方向

集成可見光二維、三維、高光譜多類型成像單元，采用全自研算法進行可見光圖像與(yu) 光譜圖像解析，可重構植株高精度三維模型，對形態參數、顏色參數，生物量等進行測定，並生成光譜反射曲線，自動計算多種常見植被指數、葉綠素含量、氮含量等農(nong) 學生物學指標。

可應用於(yu) 植物形態分析（篩選突變株、逆境處理下篩選抗逆種質）、植物長勢分析（分析突變體(ti) 或特殊處理條件下植物生長狀態變化）、植物營養(yang) 狀況分析（營養(yang) 高效種質/突變體(ti) 篩選、水肥利用率分析）、植物病害識別（感病處理下篩選抗病種質）、植物葉綠素含量分析（植物生長狀態表征、抗性種質篩選）；可根據客戶需求，各模塊支持設計定製關(guan) 聯模型，對特定類型脅迫響應程度或病害等級進行具體(ti) 分析。