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FluorTron®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:
- 田間智能機器人表型分析專利技術(shù)ZL 2020 2 1174397.3
- 可根據(jù)需求靈活選配不同表型成像傳感器技術(shù):
- 高光譜或多功能高光譜成像
- 葉綠素?zé)晒獬上?,包括LEDIF葉綠素?zé)晒獗O(jiān)測或葉綠素?zé)晒獬上?/span>
- 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)
- 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(jìn)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
- 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(jìn)行溫度分析
- 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
- 配備高精度RTK模塊,雙模GNSS,移動定位精度可達(dá)5cm
- 地面站遠(yuǎn)程控制,可遙控機器人移動,可擴(kuò)展沿航線全自動巡航功能
- 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)??蛇x配第三方機器人平臺
- 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)
- 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
- 多功能高光譜成像測量參數(shù):
- 藍(lán)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
- 葉綠素?zé)晒釬r(或F690)和Ffr(或F740)等
- 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
- 植物冠層結(jié)構(gòu)指數(shù):NDVI、RDVI、MSR、SAVI、MSAVI、TVI、MCARI、MTVI、EVI等
- 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
- 葉黃素循環(huán)色素指數(shù)
- 顏色指數(shù):包括紅度指數(shù)、綠度指數(shù)、藍(lán)度指數(shù)、比值指數(shù)等,可區(qū)分100多種顏色波段
- 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
- 光合物候指數(shù):CCI、NIRv、ΔPRI等
- N素指數(shù)及水分指數(shù)等
- 可分析土壤有機碳及總氮狀態(tài)
- Thermo-RGB成像融合分析測量參數(shù):
- 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
- 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(jìn)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
- 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
- 可對植物冠層光照生理響應(yīng)進(jìn)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
- 內(nèi)置光照度、空氣溫濕度傳感器,可根據(jù)需求擴(kuò)展其他傳感器
- 越野避障能力:可越過15厘米高的障礙物
- 移動速度:0-25km/h
- 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
- 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
- XYZ三軸行程:X軸有效行程1 m,左右均可延伸,Y軸行程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