국산 식물 표형 분석 시스템

Pheno는Watch 고통량 식물 표형 분석 시스템

기반센서 to Plant이념적으로 설계된 이동식 고정밀 식물 표형 영상 시스템

PhnoWatch 고통량 식물 표형 분석 시스템은 레이저 레이더, 고스펙트럼 영상, 적외열 영상, 다중 스펙트럼 영상과 RGB 영상 단위를 깊이 통합하여 지능적으로 서로 다른 측정 구역으로 이동할 수 있으며, 사전 설정값에 따라 자동으로 작물을 스캔하여 다중 스펙트럼 정보를 포함하는 3차원 영상을 생성하고, 군체 식물의 단일 주 식별, 단일 주 식물의 줄기와 잎 분리, 주 폭, 잎 길이, 잎 두께, 관상 스펙트럼, 피폭 및 생물 스펙트럼 지수, 관상 분포 및 피폭 계산 및 피폭 측정 지표의 특징을 결합하여 정밀하게 획득할 수 있다.

1. PhenoWatch는하드웨어 시스템

PhenoWatch 고통량 식물 표형 분석 시스템의 하드웨어는 주로 3D로 나뉜다이미지 셀, 온실 또는 밭 이동 플랫폼.

3D 이미징 유닛(Sensor Box)

아래쪽포인트 클라우드 모듈: 레이저 레이더, 2축 보상기와 고도 센서, 각 측정 기능을 갖추고 있으며, 매번 스캔에 대한 수평 교정, 현장 자동 설비 보상, 정밀도 더 높음, 거리 더 먼 스캔, 식물 공간 포인트 클라우드, 3차원 모델링을 획득하여 최종적으로 식물 집단 파라미터와 단주 형태 표형 파라미터의 추출을 실현한다.

아래쪽적외선 열화상 모듈: 기계 시각에 사용되는 외열화상 카메라, 비냉각식 산화 바나듐 적외선 탐지기, 고정밀 적외선 열화상 CCD, 640x480 픽셀의 열화상을 생성할 수 있으며,높은선형 ROI 온도 값, 온도 해칭을 시각적으로 보여주는 이미지 품질입니다.

아래쪽하이 스펙트럼 이미징 모듈: 이미지의 각 화소는 샘플 점의 화학적 구성, 질량, 색상 등 정보에 대응하는 스펙트럼 특징을 기록하여 식물에 대한 생물량의 정성과 정량 분석에 사용됩니다.

아래쪽다중 스펙트럼 영상 모듈: 5채널 (Blue, Green, Red, NIR, RedEdge) 스펙트럼 영상을 데이터 소스로 영상과 점 클라우드의 매칭 융합을 통해 3차원 공간 점 클라우드에 스펙트럼 정보를 부여하여 최종적으로 3차원 식생지수 계산을 실현한다.

아래쪽RGB 이미징 모듈: 고해상도의 RGB 카메라, 색상 이미지와 포인트 클라우드 매칭 융합으로 고정밀 3D 이미지를 얻는 동시에 식물의 실제 색상을 복원합니다.

모바일 플랫폼

현장 환경에 따라 모바일 플랫폼의 크기와 구조를 유연하게 설계할 수 있습니다.

l다장면이 적용되며 기존의 온실구조, 식물배양틀과 결부하여 설계할수 있으며 온실에서 사용할수도 있고 야외에서 사용할수도 있다.

l모바일 플랫폼의 사이즈 맞춤화 정도가 높으며, 설치 조건에 따라 유연하게 설계되어 경간이 10m 이상, 높이가 5m 이상, 레일 길이가 1000m 이상일 수 있다;

l자동화 정도가 높고, 큰 차가 레일에서 이동하는 방향을 X축으로 정의하고, Sensor Box가 가로대들보에서 이동하는 축방향은 Y축으로, Sensor Box가 세로 방향에서 조절하는 축방향은 Z축으로 정의하여 X, Y, Z 3축의 자동화 제어를 실현할 수 있으며, 공간 좌표에 따라 이동을 포지셔닝할 수 있고, 설정 거리에 따라 이동할 수 있다;

l피복구역이 넓어 큰 경간으로 설계할수도 있고 한대의 다간설계, 즉 한대의 룡문틀로 여러 이랑의 토지구역사이를 가로질러 스캔할수도 있다.

l방식이 다양하여 문식 구조 설계, 천차식 구조 설계 또는 수레식 설계가 가능하다;

l높은 위치 정밀도, 다중 위치 제한 보호, 높은 보안.

PhenoWatch-GF 야외 용문가식 식물 표형 영상 시스템

PhenoWatch-GH 온실 천차식 식물 표형 영상 시스템

PhenoWatch-MB 온실 용문가식 식물 표형 영상 시스템

PhenoWatch-MB 야외 이동식 식물 표형 영상 시스템

PhenoWatch 식물 배양 프레임 식물 표형 영상 시스템

2. PhenoWatch 소프트웨어 시스템

PhenoWatch 시스템에서 수집한 작물 3D 포인트 클라우드 데이터와 이미지 정보는 PhenoWatch 소프트웨어를 통해 데이터 융합과 3차원 모델링을 진행할 수 있으며, 집단 작물에 대해 데이터 추출을 진행하여 울폐도, 관층 투광률, 식생 지수 등 집단 파라미터를 얻을 수 있다;딥러닝 알고리즘인 Faster-RCNN 모델을 기반으로 한 한 그루의 작물 뿌리 위치를 식별하고 전통적인 생장법을 이용하여 집단을 한 그루로 나눈 후 식물의 줄기와 잎을 분할한다. 소프트웨어에 내장된 줄기와 잎의 분할 방법은 두 가지가 있다: 지역 생장법에 기초한 줄기와 잎의 분할, 체소법에 기초한 줄기와 잎의 분할.

성장법 기반 경엽 분할은 지역 성장법에 기초하여 한 그루 식물의 줄기와 다른 잎을 식별하고 분할하는 것이며, 체소법 기반 경엽 분할은 딥 러닝에 기초하여 한 그루 식물의 줄기와 다른 잎을 식별하고 분할한 후 서로 다른 잎과 줄기를 독립점 구름 파일로 생성하고 잎과 줄기에 대해 표면과 골격선을 의합하여 주 높이, 주폭, 잎 길이, 잎 너비, 잎 기울기와 잎 면적 등 표형 파라미터를 계산한다.

PhenoWatch의 소프트웨어는 작물의 3D 표형 매개변수 추출에 특화된 소프트웨어 시스템입니다.새버전의 PhenoWatch 소프트웨어는 신경망 기술과 딥 러닝 알고리즘을 통합하여 작물의 한 포기 분할 및 줄기와 잎 분할 처리의 정밀도를 크게 향상시켰다.이 소프트웨어는 병렬 처리 및 GPU 가속을 사용하여 대용량 포인트 클라우드 데이터 처리 속도를 더욱 향상시켰다.소프트웨어가 갖춘 작물의 단주분할과 줄기잎분할계산법은 부동한 척도에서 작물유전자형-표형연구자들의 작물형태매개변수추출에 대한 수요를 만족시켰다.또한 맞춤형 데이터 처리 모듈의 개발 서비스도 제공합니다.

PhenoWatch 분석 소프트웨어는 포인트 클라우드 데이터 프로세스를 처리합니다.

식물 뼈대 3D~2D 투영 및 곡선 의합 알고리즘 식물 뼈대 2D~3D 투영 및 곡선 의합 알고리즘

식주 골격선 분석 및 추출

3. 측정 매개변수

아래쪽그룹 매개 변수:

l디지털 고도 모델 DEM: 지형 표면 형태의 디지털화 표현이다.

l디지털 지표모형 DSM: 지표건축물, 교량, 식생 등의 높이가 포함된 지상 고도 모형을 말한다.

l관층 높이 모형 CHM: 디지털 표면 모형에서 디지털 고도 모형을 빼면 관층 높이 모형을 얻을 수 있다.

l울폐도 Canopy Cover: 농작물의 수직 투영은 대전 면적의 백분율을 차지합니다.

l관층 투광율 Transmittance: 작물의 서로 다른 고도 층편에서 수신할 수 있는 입사 태양광 비율이다.

l3D 포인트 구름 이불 지수:

3D NDVI, 3D TVI, 3D RVI, 3D DVI等。

l2D 식물성 지수:

2D NDVI, 2D TVI, 2D RVI, 2D DVI等。

l식생지수 통계: 다중 스펙트럼 식생지수의 통계, 예를 들어 평균치,큰값, 최소값 등

l식물 녹색 정도: 식물 녹색 정도를 반영하는 사용자 정의 임계값

l열적외선 분석: 이미지 각 픽셀 점 온도, 식물 관층 온도 (배열 적외선 영상 단위)

l통계군체표형매개변수의 보고표, 각 식물의 높이, 관폭, 투영면적, 관고비와 체적 및 데터통계:

아래쪽개별 형식 매개변수:

l높이l관폭 l투영 영역 l관고비

l볼륨 l날개 수l총엽 면적 l잎길이

l잎폭 l엽경각 l잎 면적 l메인 너비

l단일 테이블 매개변수 보고서를 내보내려면 다음과 같이 하십시오.

4. 강력한 확장성

다양한 연구 요구 사항에 따라 확장 가능한 이미징 모듈 옵션으로 더 많은 기능 제공

옵션 모듈1: 식물 다중 스펙트럼 카메라

400-900nm의 주파수대역범위, 5주파수대역은 홍색, 록색, 남색, 근적외선, 홍변을 포함하며 NDVI 등 다재배피지수의 계산을 진행할수 있어 작물의 다스펙트럼연구의 응용을 만족시킬수 있다.

다중 스펙트럼 모듈은 엽록소 분포,NDVI、디지털 표면 모델, RGB 이미지

다중 스펙트럼 식물성 지수 NDVI 이미지 분석 다중 스펙트럼 식물성 지수 DVI 이미지 분석 다중 스펙트럼 식물성 지수 SR 이미지 분석

옵션 모듈2: 적외선 열 이미징 모듈

열적외선 이미징 모듈에는 비냉각식 산화바나듐(VoX) 적외선 탐지기가 내장되어 있어 640 x 480 픽셀의 열 이미지를 생성하여 열상을 더욱 정확하게 만들 수 있습니다.고속 적외선 창 옵션 포함;50mk의 온도차를 선명하게 표시한다.25 ° 렌즈가 내장되어 있으며 전기 초점과 자동 초점이 있습니다.분석 소프트웨어는 점 온도 측정, 선 온도 측정, 타원 영역 온도 측정, 직사각형 영역 온도 측정 및 그 온도 최고치, 평균치, 델타 함수 통계 기능을 가지고 있으며, 동시에 방사율, 대기 온도, 외부 광학 온도, 상대 습도 등의 정보를 기록하여 열 영상 그래프의 유용한 정보를 얻는 목적을 달성한다.

적외열 영상 정점 분석 적외열 영상 등온 분석

적외열 영상 데이터 분석

옵션 모듈3: 하이 스펙트럼 이미징 모듈

고스펙트럼 이미징 모듈을 구성하고, 고스펙트럼 이미징 시스템은 가시광선 근적외선(VNIR 또는 NIR) 스펙트럼과 고해상도 이미징을 결합하여 푸시브롬(pushbroom) 이미징 기술로 움직이는 샘플이나 운동 중 정지된 샘플을 선별 전 대역 스펙트럼으로 수집하고 동시에 이미지를 생성하여 샘플 화학 성분의 계량화 데이터 및 공간 분포 등 상세한 정보를 획득하며, 이미지 속 각 픽셀의 정량화, 샘플 구성 특징에 대응하는 샘플 구성 정보, 샘플의 색상 분석 등에 대응한다.

하이 스펙트럼 영상 및 하이 스펙트럼 곡선 분석

고광도 스펙트럼-밀잎편 반고병 모니터링

5. 주요 기술 매개 변수:

6. 활용 사례

옥수수 식물 군체 레이저 레이더 측정 결과

군내 단포기 옥수수의 식별

식주 내의 단일 잎사귀의 식별과 측정

작물 관층 피복도 측정 분포상

작물 식생 지수 2차원 영상 및 데이터 표시

작물 식생 지수 3차원 가짜 컬러 보기

생산지: 이스라엘 OLAN 회사