易科泰田間智能巡檢機器人表型分析平臺，是北京易科泰生態技術有限公司基于巡檢機器人技術（包括RTK導航定位技術）、機器視覺技術、多傳感器融合分析技術自主研發設計的一款田間巡檢式植物表型分析系統。一般的“巡檢機器人”主要是基于RGB成像技術采集作物彩色成像信息，僅能得到形態和顏色信息。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的FluorTronn?葉綠素熒光成像技術（作為新一代農業傳感器技術，被評為十大“重大農業科技創新成果”）、多功能高光譜成像技術（榮獲楊凌農高會“后稷獎”）、Thermo-RGB成像技術，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、顏色、生理生化、光合生理狀態、健康狀態、脅迫與抗性等信息。

主要應用領域

· 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

· 智慧農業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ZL 2020 2 1174397.3

2) 可根據需求靈活選配不同表型成像傳感器技術：

       a) 高光譜或多功能高光譜成像

       b) 葉綠素熒光成像，包括LEDIF葉綠素熒光監測或葉綠素熒光成像

       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

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選區分析、?積校準、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 準融合技術，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面成像分析，適應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，可原地轉向掉頭，利于狹窄道路通行，越野能力強，不懼農田里的尖銳物體穿刺，自帶減震機構有效過濾整車晃動，適應田間地形作業?？蛇x配第三方機器人平臺

9) 配備超大容量電池，可全天候監測，作業效率事半功倍

 大豆產量評估及田間雜草識別（EcoTech?實驗室）

二、主要技術指標

1) 葉綠素熒光成像測量參數：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：

       a) 藍綠熒光Fb（或F440）和Fg（或F520）及脅迫誘導次級代謝產物指數等

       b) 葉綠素熒光Fr（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) 植物冠層結構指數：NDVI、RDVI、MSR、SAVI、MSAVI、TVI、MCARI、MTVI、EVI等

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

       f) 葉黃素循環色素指數

       g) 顏色指數：包括紅度指數、綠度指數、藍度指數、比值指數等，可區分100多種顏色波段

       h) 生理生態指數：包括健康指數HI、衰老指數PSRI、日光誘導葉綠素熒光指數等

       i) 光合物候指數：CCI、NIRv、ΔPRI等

       j) N素指數及水分指數等

       k) 可分析土壤有機碳及總氮狀態

3) Thermo-RGB成像融合分析測量參數：

       a) 溫度分析：最 低溫度、最 高溫度、平均溫度、頻率直方圖等，并據此分析植物如葉片氣孔導度、溫度的影響及響應，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，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) 內置光照度、空氣溫濕度傳感器，可根據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：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，具備移動軌跡實時監控、參數設置、語音報讀功能，內嵌地形地貌數據，全自動規劃航線

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

應用案例1：番茄苗側面表型成像分析

  上圖依次為智能機器人表型平臺側面掃描成像，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HI、日光誘導葉綠素熒光指數，實驗組土壤施加DCMU（光合作用阻斷劑）后，其HI指數顯著降低，而葉綠素熒光指數則顯著上升