The future of agriculture
在人口迅速增长、气候变化持续和农业资源日益减少的世界中,Allied Vision 正在帮助 LemnaTec GmbH 构建创新的实验室自动化系统,指导研究人员如何优化作物产量。
LemnaTec 系统称为 Scanalyzer3D,利用 Allied Vision 的先进相机为研究人员提供以前无法获得的有关植物生长、根部发育、吸水和干燥以及光合作用的数据。这一突破源于相机如何利用红外光来获取植物如何利用水的详细图像。
作物产量优化
大部分作物研究都集中在谷物上,谷物是世界上主要的营养来源。人们正在对不同类型的谷物进行杂交和种植,以期以最少的资源利用获得最佳的产量。在此过程中,工厂采用亚琛 LemnaTec GmbH 等公司先进的实验室技术进行检查。 Scanalyzer3D 是一种高度自动化的测试系统,可以对温室中栽培的作物进行定量、无损测量。植物穿过一系列光学测量空间,在其中使用各种波长对植物进行成像。这使得系统能够识别比人眼所能看到的更多的细节,并且比其他方法更详细。每株植物都会经过一系列测量站,并且该系列测量会在植物生长周期的各个阶段重复进行,因此研究人员可以随着时间的推移收集统计相关的、可比较的数据。
在其中一个监测站,借助在短波、近红外范围内运行的红外摄像机对根部进行成像,记录水分吸收情况以及根系的效率。在另一个站,以相同的方式分析植物在土壤上方的部分。这些图像提供了有关茎和叶含水量的信息,进而提供有关干燥过程以及干旱后植物恢复的信息。
短波红外相机突出显示水含量
生物科学家特别感兴趣的是低红外范围(900-1,700 nm)红外相机的使用,也称为 SWIR(短波红外)。通过这项技术,可以突出显示植物的水分含量或植物内的水分分布。由于水强烈吸收 1,450 至 1,500 nm 波长范围内的红外光,因此在红外图像中呈现黑色且不透明,因此植物内的水区域显得相应更暗。由于这种特性,科学家可以精确地跟踪从根部到叶子的吸水情况。相反,蒸发和干燥也可以被可视化。
对于这些测量(在 Scanalyzer3D 的第 3 站和第 4 站),LemnaTec 依靠 Allied Vision 的红外 Goldeye 相机。凭借其 InGaAs(砷化铟镓)传感器技术,Goldeye 在短波红外范围内非常敏感,从而精确捕获水吸收红外光最强的光谱范围。 Goldeye 以其出色的图像质量而著称,可实现特别精确的测量,这是通过使用热电模块 (TEC) 的主动传感器冷却和优化相机内图像的创新图像校正算法来提供的。
农业和农艺创新
相机捕获的数据由 LemnaTec 的软件 LemnaGrid 进行分析和处理。由于其图形用户界面,LemnaGrid 的操作非常直观。即使用户没有编程技能,也可以设计自己的成像过程。假彩色渲染有助于说明捕获图像中的结果。 LemnaMiner 和 LemnaShare 等其他工具可简化数据导出和交换,以便研究团队进一步处理。
借助 Scanalyzer3D,LemnaTec 帮助最著名的公共和私人研究机构的科学家开发农业和农学领域的下一代创新。他们的客户包括巴斯夫、拜耳作物科学、杜邦以及ACPFG(澳大利亚)、ICAR(印度)和法国国家农业研究所INRA等国际研究机构。
低噪声图像质量
Goldeye G-032 TEC1 是一款用途广泛的短波红外相机,光谱范围为 900 nm 至 1700 nm。全分辨率 (636 x 508) 下 100 fps 的高帧速率、强大的传感器冷却以及超过 73 dB 的高场景内动态范围使得该相机能够在各种应用领域和不同的操作条件下应用。集成的热电传感器冷却和多种板载图像校正功能造就了 Goldeye 出色的图像质量。
了解有关 Goldeye 相机的更多信息
- 使用短波红外相机可以突出显示植物的水分含量。
- Goldeye 对 1,450 至 1,500 nm 的波长范围敏感,在该波长范围内水吸收红外光最强。
- 关于如何优化作物产量和开发农业和农学的下一代创新的宝贵见解
Source: The future of agriculture