植物根系多光譜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（室內(nèi)）

RootPheno120

一、功能

該系統(tǒng)可以在作物的不同生長(zhǎng)階段高通量捕獲根盒或根桶（可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求選擇根盒或根桶）內(nèi)作物的根系的圖像，利用根盒或根桶（可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求選擇根盒或根桶）作為容器，可以自動(dòng)、高效、非損傷地監(jiān)測(cè)植物不同生長(zhǎng)期內(nèi)根系生長(zhǎng)變化情況，結(jié)合專業(yè)根系分析軟件分析作根系的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程。

二、技術(shù)參數(shù)

2.1根系生長(zhǎng)裝置材質(zhì)（根盒或根桶任選其一）：寬度600mm*高度600mm透明超白鋼化玻璃材質(zhì)根窗配套鋁合金支架裝置或直徑200mm*高度500mm透明PMMA材質(zhì)根桶。

2.2根系成像裝置 ：成像裝置為科研級(jí)制冷型超高分辨率RGB彩色線陣列相機(jī)，具備21360像素的線陣像素，采用IEEE 1394接口。

2.3滴箭工作壓力：滴箭工作壓力用于控制流速，與主機(jī)同一廠商，控制軟件統(tǒng)一整體控制，非第三方集成。滴箭工作壓力為1.0-3.0kg；

2.4滴箭流量：滴箭流量用于控制流速，滴箭流量為1-4L/H，可程序設(shè)定；

2.5適用溫度范圍 ：環(huán)境適用溫度范圍為-12~60℃；

2.6平臺(tái)防腐蝕等級(jí) ：設(shè)備平臺(tái)防腐蝕等級(jí)為IP6X；

2.7可測(cè)數(shù)據(jù)：軟件測(cè)得根長(zhǎng)、分支角度、根系面積、不同深度根系面積和密度、根系平均半徑、扎根區(qū)域等，自動(dòng)測(cè)量油菜果莢的果柄、果身、果喙參數(shù)、自動(dòng)測(cè)量各種粒的芒長(zhǎng)；

2.8光譜光源：與主機(jī)同一廠商，控制軟件統(tǒng)一整體控制，非第三方集成。主機(jī)系統(tǒng)自帶白光，UV紫光、多光譜（紅光、綠光、藍(lán)光），光源使用不受栽培基質(zhì)影響，任意基質(zhì)均可使用光源系統(tǒng)；

2.9熒光光源：熒光光源系統(tǒng)獨(dú)立可調(diào)光源強(qiáng)度，可實(shí)現(xiàn)CFP、GFP熒光蛋白激發(fā)，光源具有自動(dòng)切換功能，熒光激發(fā)光源用于激發(fā)熒光蛋白產(chǎn)生熒光效應(yīng)。

2.10防水芯片：根系生長(zhǎng)容器內(nèi)置防水RFID芯片，提供全球唯一識(shí)別碼，便于根桶或根盒命名管理，控制終端界面的控制軟件能夠讀取根桶RFID電子標(biāo)簽；

2.11掃描時(shí)間：掃描時(shí)間可設(shè)置10s-60s程序設(shè)定；

2.12自動(dòng)排水裝置：系統(tǒng)配置有自動(dòng)排水裝置，水層到達(dá)設(shè)定高度后自動(dòng)開(kāi)啟排水裝置；

2.13膜材質(zhì)：膜材質(zhì)為聚酰胺15-32μ（可定制），能夠過(guò)濾營(yíng)養(yǎng)液中的顆粒雜質(zhì)；

2.14 三槽位程控電動(dòng)切換濾光片輪：該部分由掃描成像控制軟件控制自動(dòng)切換濾光片輪，切換時(shí)間5s，自動(dòng)歸位，全程無(wú)需手動(dòng)更換濾光片;

2.15植物根系表型分析軟件：

2.15.1 根拓?fù)鋮?shù)測(cè)定：軟件新增自動(dòng)測(cè)量油菜果莢的果柄、果身、果喙參數(shù)、自動(dòng)測(cè)量各種粒的芒長(zhǎng)功能；軟件具有Pregizer、Topology、自定義三種分級(jí)模式功能，可切換。三種模式均能夠測(cè)量不同級(jí)別根系數(shù)量、加權(quán)平均寬度的均值、加權(quán)平均角度的均值、平均投影面積等參數(shù)；

2.15.2顏色分析模式：軟件彩色模式有UCL、RHS兩種方式，UCL、RHS兩種顏色模式均能夠?qū)D像對(duì)象進(jìn)行顏色信息分析，同時(shí)通過(guò)顏色分析能夠確定根系存活數(shù)量，定義活死根，投影面積、表面積、體積等參數(shù)。

2.15.3分形功能：盒維數(shù)法功能能夠自動(dòng)測(cè)根系分形維數(shù)。通常用于根瘤菌體積在根系中的占比，從而客觀確定根瘤菌體占比貢獻(xiàn)量。

2.15.4信息及屬性編輯功能：信息編輯功能允許用戶對(duì)采集的圖像進(jìn)行時(shí)間、地點(diǎn)、命名、事件記錄和注釋等信息的編輯和管理；而屬性編輯功能則提供了對(duì)導(dǎo)入圖像進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、調(diào)整分辨率（DPI）、修改圖像尺寸、調(diào)整圖像對(duì)比度以及圖像銳化處理等操作。

2.15.5根參數(shù)測(cè)定：分析軟件具備多種單一根參數(shù)的測(cè)量分析，例如分析根系的寬度標(biāo)準(zhǔn)差、長(zhǎng)度、加權(quán)平均角度、表面積、角度的標(biāo)準(zhǔn)差、加權(quán)平均寬度、投影面積等；

2.15.6方向走勢(shì)參數(shù)：軟件具有測(cè)量根系方向走勢(shì)功能，軟件根據(jù)根系長(zhǎng)度方向走勢(shì)從而測(cè)得根系寬度走勢(shì)、投影面積走勢(shì)、體積走勢(shì)、角度走勢(shì)、表面積走勢(shì)等參數(shù)；

2.15.7快捷鍵功能：軟件快捷鍵功能支持多文檔操作，包括粘貼、復(fù)制、多節(jié)點(diǎn)框選以及角度偏移校正等功能；

2.15.8圖表功能：該軟件提供了多種數(shù)據(jù)圖表樣式，包括3D折線圖、柱狀圖、散點(diǎn)圖和面積圖等選擇。它支持將數(shù)據(jù)導(dǎo)出為Excel表格格式，并能與Excel、MatLab、SPSS等軟件無(wú)縫結(jié)合使用。此外，還可以對(duì)數(shù)據(jù)圖表進(jìn)行命名、修改和編輯等屬性設(shè)置；

2.15.9輔助修正功能：軟件能夠通過(guò)鼠標(biāo)框選特定區(qū)域、進(jìn)行放大縮小以便局部觀察、統(tǒng)計(jì)選定區(qū)域的數(shù)據(jù)，并輔助裁剪污染區(qū)域。此外，還配備了橡皮擦功能，用于修正統(tǒng)計(jì)效果。

2.15.10輔助標(biāo)定功能：該軟件配備了內(nèi)置的標(biāo)定工具，支持半自動(dòng)化的尺寸校準(zhǔn)。用戶可以分別對(duì)XY軸向的測(cè)量對(duì)象長(zhǎng)度參數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)和修正。此外，結(jié)合了跟隨式放大鏡功能，用戶可以通過(guò)鼠標(biāo)拖拽來(lái)執(zhí)行精確測(cè)量。

2.15.11語(yǔ)言模式：軟件有兩種語(yǔ)言模式，支持英文和簡(jiǎn)體中文；

2.16掃描成像控制軟件：讀取根盒或根桶RFID電子標(biāo)簽；操控根桶旋轉(zhuǎn)或根箱主機(jī)掃描，實(shí)現(xiàn)陣列圖像的保存、讀取、預(yù)覽、縮放及存儲(chǔ)；精確控制滴箭流量；切換掃描光源與熒光激發(fā)光源，并調(diào)節(jié)光強(qiáng)；管理濾光片輪的運(yùn)作。

2.17 主機(jī)箱體：根桶外框架鋁合金材質(zhì)，長(zhǎng)1000mm，寬1000mm，高2000mm；或根盒鋁合金框架寬度650mm*高度650mm裝置；

三、配置

主機(jī)箱體 1臺(tái)或可移動(dòng)式圖像采集系統(tǒng)1臺(tái)；

根桶（帶電子標(biāo)簽） 10組或根盒（帶電子標(biāo)簽）50組；

三槽位程控電動(dòng)切換濾光片輪 1套

掃描成像控制軟件1套；

植物根系表型分析軟件1套；

高分辨率相機(jī) 1套；