文章

谷丰光电三款桌面式表型设备在成像、数据采集、应用场景等方面的对比

2025-12-30     来源:     点击次数:389

植物表型技术是种业振兴与粮食安全的核心支撑,但传统大型表型设备的高门槛、高成本与复杂运维,长期限制了中小实验室的科研能力,既阻碍了技术普及,也拖慢了分析效率。

谷丰光电推出三款桌面式植物表型设备,涵盖高光谱成像、RGB成像、X射线成像、3D成像等成像技术,可精准采集植物形态、生理生化、颜色、结构及内部结构全维度参数,广泛适用于育种筛选、胁迫生理研究、农艺优化、植物形态学研究、根系-土壤互作研究、生殖器官发育解析、胁迫内部响应等多元场景。

三款设备以“独立化、低成本”为核心优势,采用紧凑桌面式设计,适配普通实验室工作台;凭借精准化数据输出,有效替代人工测量,规避主观误差;无需复杂基建与专业运维,为科研人员提供高适配轻量化解决方案,全面助力植物表型组学技术加速发展与普及。

设备选型对比
01产品介绍

桌面式多模态植物表型检测仪
 
 
 
桌面式多模态植物表型检测仪可见光+高光谱双模态集成设计,无需传送带,人工操作灵活,同步获取植物形态与生理生化参数并支持数据融合分析,既是高通量平台的有力补充,也是实验室低成本独立解决方案。
 
桌面式标准成像箱
 
 
桌面式标准成像箱是植物表型精准鉴定的标准化采集设备,通过模块化集成三视角高分辨率RGB相机与高精密电动转台,一键实现多视同步采集与植物形态多维度立体化记录,解决传统单相机视角局限。
 
桌面式高分辨率X-CT成像系统
 
 
 
桌面式高分辨率X-CT成像系统搭载超稳定大理石防震平台,集成X射线透视成像与三维重建算法,可观察内部结构,实现植物样本无损、自动化三维成像与内部结构参数获取,支持长期动态监测。
 
02成像对比
桌面式多模态植物表型检测仪

 
 
单箱体集成可见光 + 高光谱传感器,支持多模态数据融合分析,以海量光谱信息赋能植物生理特征与微量元素检测,成像快、操作便捷、性能优越。
 
桌面式标准成像箱
 
 
强度型材框架+三视角RGB相机+电动转台构建封闭采集环境,兼具高性价比与广泛适用性,适配株型特征、生物量等表型检测。
 
桌面式高分辨率X-CT成像系统
 
 
 
集成X射线透视成像与三维重建算法,可清晰获取植物样本内部结构特征,实现对样品内部微观结构的智能解析。
 
03数据采集
桌面式多模态植物表型检测仪
·形态参数(如叶面积、病斑分布);
·生理生化参数(如叶绿素含量、水分胁迫、氮素水平及早期病害响应);
 
 
 
桌面式标准成像箱
·形态特征(株高、冠幅、投影叶面积等);
·颜色参数(RGB均值、色相分布等);
·结构参数(植株紧凑度、空间分布等);
 
 
 
桌面式高分辨率X-CT成像系统
 
内部结构参数(如根系空间分布、茎秆孔隙率、种子内部虫害、果实心室结构);
 
 
▲主要提取性状参数I-trait(以种子为例)
 
04应用场景
桌面式多模态植物表型检测仪
·育种筛选(突变体鉴定);
·胁迫生理研究(干旱/盐害/病害);
·农艺优化(施肥/灌溉评估);
·药用植物品质分析;

桌面式标准成像箱
 
    
 ▲原图                                                ▲分割图

·植物形态学研究;
·遗传育种筛选(株型鉴定);
·表型数字化建档;
·批量样本形态筛查;

桌面式高分辨率X-CT成像系统
 
▲水稻种子CT重建效果

 
▲玉米内部结构断层扫描图

·根系-土壤互作研究(如根系在土壤中的穿伸、病害的内部蔓延过程);
·生殖器官发育解析(穗部/籽粒);
·胁迫内部响应(病害蔓延/导管栓塞);
·高密度育种材料内部性状筛选;
 
05适用植物种类&可测样本类型
桌面式多模态植物表型检测仪
·适用植物种类:小麦、水稻、玉米、棉花、大豆、蔬菜、花卉等(其它植物可定制);
·可测样本类型:上述植物的盆栽,田间采样样品。

桌面式标准成像箱
·适用植物种类:小麦、水稻、玉米、棉花、大豆、蔬菜、花卉等(其它植物可定制);
·可测样本类型:上述植物的盆栽,田间采样样品。
 
桌面式高分辨率X-CT成像系统
·适用植物种类:小麦、水稻、玉米、大豆、棉花、水果等;
·可测样本类型:上述植物的盆栽、土壤-根系复合体、穗部/籽粒、茎秆、小型果实。
 
设备对比汇总

▲点击图片查看详情▲
 
设备详细介绍
桌面式多模态植物表型检测仪
桌面式多模态植物表型检测仪作为高通量分析平台的有力补充,核心在于将可见光与高光谱成像传感器高度集成于单一箱体。
用户手动放样即可完成成像分析,无需传送带,通过集成化设计、人工操作灵活性以及双模态成像能力,将强大的表型分析功能成功引入普通实验室工作台。因此,它不仅是对大型高通量平台的重要补充,更是预算有限、样本量适中或需精细分析场景下的理想独立解决方案,极大地促进了植物表型组学技术在更广泛研究群体中的应用。
该设备通过集成可见光与高光谱成像系统,可同步获取植物形态参数(如叶面积、病斑分布)和生理生化参数(如叶绿素含量、水分胁迫、氮素水平及早期病害响应),并支持多模态数据融合分析。

功能特性
● 成像精准可控:结构简洁,内置可控光源(LED阵列+卤素光源),隔绝环境光干扰,保障成像一致性;
● 适应非标准化样品:无需依赖传送带,手动放置样本,可轻松适配非标准化植物样品;
● 数据无偏差:可见光(RGB)+高光谱成像系统同空间同步集成,规避多设备数据配准误差;
● 无损伤测量:采用无损成像分析技术,可对珍贵、难获得的植物样品进行精确测量,不破坏样本;
● 分析高效:支持实时数据分析,提升实验效率。

系统构成
桌面式多模态植物表型检测仪主要由成像箱体单元、表型图像信息采集模组、图像数据处理单元三部分组成。
 
成像箱体
检测仪成像箱体主体由顶部封板、左侧检修门、散热孔系统及前部双开检测门构成,为盆栽植物表型数据采集提供稳定、可控的成像环境。
 
箱体内部集成以下核心模块
● 运动控制系统:高精度直线模组驱动成像单元,确保扫描定位误差0.1mm。
● 多模态成像系统:同步搭载RGB相机与高光谱相机,实现形态-生理参数一体化采集。
● 双模式光源:LED白光光源(4000K,显色指数>95)保障可见光成像色彩真实性;卤素宽谱光源(350-2500nm)满足高光谱成像的辐射稳定性需求。
● 智能监控终端:配置工业级工控机及触摸显示屏,通过可视化窗口实时监控成像进度与数据质量。该设计以高稳定性、高效率为核心优势,为植物表型研究提供实验室级精准数据基础。
 
表型图像信息采集模组
表型图像信息采集模组主要由高精度直线模组驱动成像单元与多光谱成像系统组成,包含高精度直线模组、RGB相机、高光谱相机,其相关参数如下:
 
图像数据处理单元
该软件支持作物数据的在线实时采集与分析,通过图像采集卡获取成像箱中的作物图像,并采用自适应阈值分割、深度学习图像分割(如U-Net++)及边缘检测等算法,自动提取生物量、株型、紧凑度、卷叶指数、绿叶比和生长速率等数字化表型参数。
 
应用场景

适用于育种筛选(如突变体/转基因株系表型鉴定)、胁迫生理研究(如干旱/盐害/病害动态检测)、农艺处理优化(如施肥/灌溉效果评估)、药用植物品质分析,以及作为高通量平台的样本深度解析工具,为实验室提供独立、低成本的表型组学解决方案,推动技术普及化。
 
桌面式标准成像箱

桌面式标准成像箱是一款专为植物表型精准鉴定设计的标准化采集设备,采用多相机协同采集模式,通过智能化图像获取流程,有效解决了传统单相机拍摄视角有限、数据不完整的技术瓶颈。
桌面式标准成像箱是植物表型采集核心设备,通过模块化集成设计实现了多视角图像数据采集的标准化与高效化。系统以高强度型材框架整合顶/侧/俯视高分辨率RGB相机及高精密电动转台,打造封闭可控的稳定采集环境。
其核心优势为多视角同步采集:植株样品置于转台中心,一键操作自动完成顶部、侧面及辅助视角的同步图像采集,结合转台精确旋转实现对植物形态的多维度立体化记录。设备可全面采集冠层结构、侧面形态及三维特征,经图像分析处理可获得丰富的表型数据,包括形态特征(株高、冠幅面积、投影叶面积等)、颜色参数(RGB 均值、色相分布等)和结构参数(植株紧凑度、空间分布等)。
 
功能特性
● 多视角同步采集:三相机同步拍摄,一键获取顶视、侧视及俯视等多角度高清图像;
● 多一体化智能采集:集成电动转台与封闭箱体,实现全自动、标准化的图像采集流程;
● 高全维度表型解析:基于图像精准分析植株形态、颜色与空间结构等多维性状参数;
● 可调光源系统:多向可调光源,消除阴影与高光,保障图像质量与颜色纹理精准分析。
 
系统构成
桌面式标准成像箱主要由成像箱体单元、表型图像信息采集模块、图像数据处理单元三部分组成。
 
成像箱体
桌面式标准成像箱主体由检测门、右侧检修门、主体外壳组成,为盆栽植物表型数据采集提供稳定、可控的成像环境。箱体内部集成以下核心模块:
● 运动控制系统:高精度旋转圆台;
● 自适应光源系统:可调LED灯组;
 
表型图像信息采集模块
表型图像信息采集模组主要由高精度旋转圆台驱动成像单元与多RGB相机组组成,包含高精度旋转圆台、顶视RGB相机、侧视RGB相机、俯视RGB相机,其相关参数如下:
 
图像处理数据单元
本系统依托三台RGB相机与电动旋转台协同工作,采集盆栽植株多视角图像序列,结合运动恢复结构与多视图立体视觉算法构建高精度三维点云模型。二维层面可从正交投影图像提取株高、冠幅、投影叶面积、颜色分布及形态轮廓等参数;三维层面通过点云处理量化冠层体积、空间分布指数、三维分枝角度及表面积等结构参数的量化分析,覆盖从二维形态到三维架构的多尺度表型解析,为盆栽植物表型研究提供全面数据支撑。
 
应用场景
该设备为植物形态学研究、遗传育种筛选提供了可靠的图像数据支撑,是实现植物表型数字化分析的重要工具平台。
 
桌面式高分辨率X-CT成像系统
桌面式高分辨率X-CT成像系统是衔接宏观表型与微观结构的三维可视化尖端装备,核心是将高功率微焦点射线源、高灵敏度平板探测器与精密运动控制无缝集成于超稳定大理石防震平台上。
用户将完整或部分植物样本(如盆栽幼苗、谷物穗部、土壤根系系统)固定后,系统可自动完成多角度投影采集与三维体数据重建,全程无需破坏样品。凭借超高分辨能力、无损的内部成像技术及自动化扫描流程,它颠覆传统解剖观察,将植物内部三维构型转化为精准、海量的体素数据。
因此,它既是外部表型分析的重要延伸,更是进行根系构型、种子胚乳发育、维管系统网络及胁迫下内部病变等前沿研究的核心工具,深化植物表型组学结构与功能层面研究。
 
功能特性

● 结构稳固:搭载高刚性大理石平台与专业隔震装置,隔绝外部振动,为微焦点射线成像提供超稳定基础,确保三维重建图像的极致精度与数据保真度;
● 全自动、多维运动:集成高精度直线模组与旋转台,软件一键操控完成样本平移、旋转及360°投影采集全流程,无需人工干预;
● 无损三维成像、穿透内部结构:采用非侵入式X射线透视技术,无需切片/染色即可清晰呈现植物内部微观构造(如根系空间构型、种子胚乳发育、茎秆维管系统),实现真正的无损测量;
● 多尺度灵活解析:凭借可调的扫描分辨率与视野范围,系统能够依据研究需求无缝切换扫描尺度,实现从整体样本概览(如整段根系)到局部微观结构(如单粒种子内部)的精细化三维解析与数据关联。
 
系统构成
桌面式高分辨率X-CT成像系统主要由铅房箱体单元、表型图像信息采集模块、图像数据处理单元三部分组成。
 
铅房箱体单元
检测平台成像箱体结构,主体由电动观察窗、右侧检修门、散热孔系统、内部铅房、钣金外壳等组成,为样本表型数据采集提供稳定、可控的成像环境,同时确保X射线辐射安全。
 
箱体内部集成以下核心模块
● 内置铅房:高密度封闭辐射防护屏障,既严格限制X射线外泄保障操作安全与环境洁净,又减少图像伪影,提升三维重建精度与数据可靠性;
● 大理石防震平台:为射线源、探测器及样品提供超稳定的机械基准,通过高自重和隔震设计,吸收外部振动,确保微米级扫描成像的极致精度与清晰度。
● 运动控制系统:高精度直线模组与旋转台组成运动单元,该运动单元是整个系统的“机械手”与“定位引擎”,将样品精准送达并稳定维持在成像区域的指定位置,通过无可替代的精密机械运动,为捕获样品内部微观结构的三维“地图”提供了根本保障。
● 光谱成像系统:同步搭载X射线源与探测器,X射线源的功能是发射高能锥形束X射线,穿透样品内部结构;探测器的功能是接收并量化穿透后的射线信号,将其转换为数字投影图像,为三维重建提供数据基础。
 
表型图像信息采集模组
表型图像信息采集模组主要由高精度直线丝杆模组与旋转圆台驱动的运动单元和高性能射线成像系统组成,包含精密运动平台、封闭式微焦点X射线源和工业平板探测器。技术参数如下:
 
图像数据处理单元
该软件系统作为桌面式高分辨率X-CT成像平台的控制与解析核心,驱动精密运动平台与射线成像系统完成自动扫描与投影采集,并集成基于深度学习的三维分割、形态学分析及体渲染等先进算法,实现对种子内部微观结构的智能解析。系统能够自动量化提取一系列关键三维参数,包括胚形态参数(如胚体积、胚乳密度)、种皮结构参数(如种皮厚度、表面皱褶深度)、内部缺陷参数(如内部虫害、裂纹分布)以及籽粒品质参数(如单粒重、内部空隙率),从而将难以观测的种子内部构造转化为精确、可量化的三维数字表型,为作物育种筛选、种子质量检测及种子发育生物学研究提供了强大的数据支撑。
 
主要提取性状参数I-trait(以种子为例)

 
应用场景
其无损检测特性保障了样本的活性与完整性,适用于根系-土壤互作研究(如原位根构型定量分析)、生殖器官发育解析(如穗部/籽粒发育评估)、生物与非生物胁迫内部响应(如缺水导致的导管栓塞、虫害内部路径追踪)、遗传育种材料筛选(如高密度籽粒性状鉴定),以及作为连接外部表型与内部结构功能的关键桥梁,为精准解析"基因型-表型-环境"互作的内在机理提供了无可替代的三维视角,推动了植物科学研究从表层形态向内部空间的深度拓展。
相关文章 更多 >