易科泰田間智能巡檢機器人表型分析平臺，是北京易科泰生態(tài)技術(shù)有限公司基于巡檢機器人技術(shù)（包括RTK導(dǎo)航定位技術(shù)）、機器視覺技術(shù)、多傳感器融合分析技術(shù)自主研發(fā)設(shè)計的一款田間巡檢式植物表型分析系統(tǒng)。一般的“巡檢機器人”主要是基于RGB成像技術(shù)采集作物彩色成像信息，僅能得到形態(tài)和顏色信息。易科泰田間智能巡檢機器人表型分析平臺采用易科泰研發(fā)的FluorTronn?葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)（作為新一代農(nóng)業(yè)傳感器技術(shù)，被評為十大“重大農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新成果”）、多功能高光譜成像技術(shù)（榮獲楊凌農(nóng)高會“后稷獎”）、Thermo-RGB成像技術(shù)，可以全自動、非損傷、高通量、原位（in-situ）全面采集分析植物形態(tài)、顏色、生理生化、光合生理狀態(tài)、健康狀態(tài)、脅迫與抗性等信息。

主要應(yīng)用領(lǐng)域

· 大田及溫室作物原位（in-situ）表型成像分析

· 植物光合表型分析、光合生理研究分析

· 植物病蟲害（生物脅迫）早期檢測分析

· 植物非生物脅迫（干旱、高溫、凍害、鹽堿等）檢測分析

· 作物健康早期診斷、種苗高通量健康檢測

· 植物遺傳育種、抗性篩選，變不可見為可見

· 智慧農(nóng)業(yè)及智慧牧場自動巡檢

主要特點如下：

1) 田間智能機器人表型分析專 利技術(shù)ZL 2020 2 1174397.3

2) 可根據(jù)需求靈活選配不同表型成像傳感器技術(shù)：

       a) 高光譜或多功能高光譜成像

       b) 葉綠素?zé)晒獬上瘢↙EDIF葉綠素?zé)晒獗O(jiān)測或葉綠素?zé)晒獬上?/p>

       c) Thermo-RGB成像，包括紅外熱成像、RGB成像及紅外熱成像與RGB成像融合分析技術(shù)

3) SpectrAPP高光譜表型成像分析軟件及 FluorVision高光譜熒光成像分析軟件，可進行光譜融合、ROI選區(qū)分析、?積校準(zhǔn)、頻率直方圖、自動動識別不同波段峰值并分析其?值等，近百種參數(shù)一鍵分析

4) 紅外熱成像與RGB成像融合分析功能，采用多點精 準(zhǔn)融合技術(shù)，精確提取植物紅外熱成像（不受背景影響），并對不同ROI進行溫度分析

5) XYZ三軸全自動掃描成像，同時具備植物冠層成像及側(cè)面成像分析，適應(yīng)多類型作物表型研究

6) 配備高精度RTK模塊，雙模GNSS，移動定位精度可達5cm

7) 地面站遠程控制，可遙控機器人移動，可擴展沿航線全自動巡航功能

8) 履帶式行走機構(gòu)，可原地轉(zhuǎn)向掉頭，利于狹窄道路通行，越野能力強，不懼農(nóng)田里的尖銳物體穿刺，自帶減震機構(gòu)有效過濾整車晃動，適應(yīng)田間地形作業(yè)。可選配第三方機器人平臺

9) 配備超大容量電池，可全天候監(jiān)測，作業(yè)效率事半功倍

 大豆產(chǎn)量評估及田間雜草識別（EcoTech?實驗室）

二、主要技術(shù)指標(biāo)

1) 葉綠素?zé)晒獬上駵y量參數(shù)：Fo、Fm、Fp、Ft、Fs、Fm’、Fv/Fm（QYmax）、ΔF/Fm’（YPSII）、Fv/Fo、NPQ、Rfd、Y(NPQ)、Y(NO)等

2) 多功能高光譜成像測量參數(shù)：

       a) 藍綠熒光Fb（或F440）和Fg（或F520）及脅迫誘導(dǎo)次級代謝產(chǎn)物指數(shù)等

       b) 葉綠素?zé)晒釬r（或F690）和Ffr（或F740）等

       c) 熒光比值植物，如Fb/Fg、Fb/Fr、Fb/Ffr、Fr/Ffr等，及F730-740/F680-690（反應(yīng)葉綠素含量及植物長期脅迫等）、F735/F700（可精確反映葉綠素含量）等

       d) 植物冠層結(jié)構(gòu)指數(shù)：NDVI、RDVI、MSR、SAVI、MSAVI、TVI、MCARI、MTVI、EVI等

       e) 植物或作物色素指數(shù)，包括葉綠素指數(shù)、胡蘿卜素指數(shù)、花青素指數(shù)等

       f) 葉黃素循環(huán)色素指數(shù)

       g) 顏色指數(shù)：包括紅度指數(shù)、綠度指數(shù)、藍度指數(shù)、比值指數(shù)等，可區(qū)分100多種顏色波段

       h) 生理生態(tài)指數(shù)：包括健康指數(shù)HI、衰老指數(shù)PSRI、日光誘導(dǎo)葉綠素?zé)晒庵笖?shù)等

       i) 光合物候指數(shù)：CCI、NIRv、ΔPRI等

       j) N素指數(shù)及水分指數(shù)等

       k) 可分析土壤有機碳及總氮狀態(tài)

3) Thermo-RGB成像融合分析測量參數(shù)：

       a) 溫度分析：最 低溫度、最 高溫度、平均溫度、頻率直方圖等，并據(jù)此分析植物如葉片氣孔導(dǎo)度、溫度的影響及響應(yīng)，Tc-Ta（冠層與空氣溫度差）等

       b) 顏色分析：VIgreen、VEG、ExG、ExGR、GLI、CIVE、COM、WI、Lab、R/G/B、R/G、B/R等十多種顏色參數(shù)，可進行L*a*b*和HSV/HIS顏色空間分析，研究植物/根系表型及顏色信息

       c) 形態(tài)分析：包括冠層長、寬、長寬比、緊湊度、凸包面積、相對生物量（投影面積或像素總值）等

       d) 可對植物冠層光照生理響應(yīng)進行全面分析，包括陽光照射葉片、陰影葉片、土壤等組分分布與溫度分布

4) 內(nèi)置光照度、空氣溫濕度傳感器，可根據(jù)需求擴展其他傳感器

5) 越野避障能力：可越過15厘米高的障礙物

6) 移動速度：0-25km/h

7) 遙控系統(tǒng)：采用開源框架，集成自主雙機熱備份遙控，通信距離5km

8) 地面站：一站式智能軟件系統(tǒng)，具備移動軌跡實時監(jiān)控、參數(shù)設(shè)置、語音報讀功能，內(nèi)嵌地形地貌數(shù)據(jù)，全自動規(guī)劃航線

9) XYZ三軸行程：X軸有效行程1 m，左右均可延伸，Y軸行程0.8m，Z軸行程1m

應(yīng)用案例1：番茄苗側(cè)面表型成像分析

  上圖依次為智能機器人表型平臺側(cè)面掃描成像，及番茄植株RGB成像、熱成像、F735/F700熒光比值（精確反映葉綠素含量），下為番茄不同部位的反射光譜和熒光光譜

應(yīng)用案例2：木耳菜植株土壤施加DCMU實驗

 左圖為智能機器人表型平臺，右圖自上而下分別為木耳菜植株RGB成像、健康指數(shù)HI、日光誘導(dǎo)葉綠素?zé)晒庵笖?shù)，實驗組土壤施加DCMU（光合作用阻斷劑）后，其HI指數(shù)顯著降低，而葉綠素?zé)晒庵笖?shù)則顯著上升