Rhizo-OBS SP 行走式根系高通量表型监测系统

Rhizo-OBS SP行走式根系高通量表型监测系统

Rhizo-OBS行走式根系高通量表型监测系统融合自主行走单元、RGB成像、高光谱成像、智能算法分析等核心技术，实现地面根箱、地下根窖等多场景根系表型数据的全自动、高通量、非损伤采集与解析，为作物根系研究提供标准化、论文级的数据支撑，适配实验室、科研院所、育种企业等多场景应用需求。

一、                      应用

n                      作物的根系生长监测与表型分析

n                      支撑干旱、盐碱等胁迫条件下的根系抗逆表型筛选，快速识别抗逆性优异的种质资源，加速育种进程

n                      分析土壤环境、养分供应对根系生长、分布及生理状态的影响，探究根际互作规律

n                      监测药用植物根系生长规律，为规范化种植提供数据支撑

n                      评估不同植物根系在固土护坡、改良土壤结构、促进养分循环方面的功能差异，科学指导生态修复物种配置与土壤健康管理。

二、                      系统工作原理

系统采用自主行走单元搭配垂直成像模组的一体化架构，单台设备即可覆盖窖内根窗或根箱的全部观测点位，一站式解决传统根系监测破坏性取样、人工拍摄通量低、时序数据误差大、研究维度单一等科研瓶颈。实现从根系成像到表型分析的全流程自动化，且各模块可根据应用场景（根箱/根窖）灵活适配升级。

        地面根箱系统可按用户要求定制根箱数量，自动采集RGB成像，室内光源光照均匀度不低于95%。

地下根室（根窖）系统，可自动采集RGB和高光谱，直接通过AGV车载滑台实现全剖面覆盖成像。

控制模块负责全系统的指令传输与时序控制，可与上位机软件联动，实现“到位-校正-成像-存数”的全流程同步触发，适配不同科研需求的个性化调试。

软件系统作为核心控制与分析中枢，集成AGV控制、成像调度、成像预处理、根系分割、表型计算、数据管理等功能，无需专业人员值守，可实现全流程无人化操作。

三、 系统功能特点

1、高通量全自动作业，可实现64个根箱（可定制数量）的无人值守自动成像，单箱成像时间不超过30秒，64箱全程耗时不超过35分钟，支持定时任务设置，可实现24小时连续监测。 

2、高精度定位校正。标准配置采用激光SLAM+二维码复合导航AGV行走底盘、增强型配置带4轴电动精密微调平台，成像重复精度达到亚毫米级，相隔数月甚至数年拍摄的图像可精准重合，能够精准量化根系直径增长、细根伸长等细微变化，完美适配分子育种QTL定位、基因功能验证等对时序精度要求极高的科研课题。

3、形态+生理双维度同步采集，丰富论文数据维度

采用RGB与高光谱分时独立成像模式，两套光源独立控制互不干扰，一套设备可同步获取根系形态构型与380-800nm连续光谱数据，可无损定量检测根系水分含量、叶绿素水平、衰老程度、胁迫损伤，一键计算NDVI、PRI等40余种主流植被生理指数，解决了单一形态数据仅能做基础描述的短板，为逆境生理、根际互作等机理类高水平论文提供核心数据支撑。

4、光谱一体化分析能力，实现多维数据深度挖掘

全功能版分析软件新增光谱预处理、根系活衰分级、生化指标反演模块，可实现根系形态构型与光谱生理数据的联合统计分析，多维数据联动挖掘，大幅提升科研成果的深度与投稿竞争力。

5、自研RhizoGraph分析软件，无授权年费，AI算法持续提效

系统配套原厂独立研发的RhizoGraph根系智能分析平台，持有完整国家版权局颁发的软件著作权，无第三方使用年费，算法永久免费迭代升级。软件内置深度学习AI根土分割模型，可自动区分土壤、活根、衰老根系，省去人工手动描根的海量工时；可批量输出根系总长、平均直径、根尖数量、分形维数等全套科研参数，支持时序生长差异对比。

四、技术指标

1.定位精度：AGV重复定位精度±5mm，4轴电动精密微调平台补偿定位精度≤±0.02mm；

2.高光谱参数：光谱范围 380-800nm（400-1000nm、900-1700nm可选），光谱通道数≥900，光谱分辨率≤0.89 nm，空间像素数≥1200，像素大小≥3.45μm；

3.成像参数：RGB相机像素≥2000万，同视场同步成像，空间分辨率0.15mm，可识别1~3像素细根；

4.高通量指标：单箱成像时间≤30秒， 

5.根箱尺寸：地面根箱：34.5-100cm 高， 地下根室1.5米高

6.分割精度：根-土语义分割精度≥92%，支持干旱、湿土等复杂环境下的精准分割，具备细根增强功能；

7.运动性能：AGV采用差速/全向轮运动，车载滑台有效行程可根据需求配置（水平1-5m、垂直1-2.5m），垂直滑台具备断电自锁功能；

8.续航能力：AGV采用48V磷酸铁锂电池供电，续航≥8小时，满足全天连续作业需求；

9．数据输出：支持HSI立方体、RGB图像、分割掩码、表型指标表格、光谱曲线等多种格式导出

产地：澳作 中国