北京市农林科学院信息技术研究中心
Information Technology Research Center, Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences
国家农业信息化工程技术研究中心
National Engineering Research Center for Information Technology in Agriculture
科研设施
作物表型测量与分析系统
高光谱成像系统
高光谱成像技术是一种传统图像及光谱的融合技术，可以同时获取研究对象的空间及光谱信息。我中心拥有EMCCD制冷型高光谱成像系统（VNIR-V10E-EMCCD）和SWIR-N25E短波近红外高光谱成像系统，可以分别获取研究对象400-1000nm和1000-2500nm的高光谱图像。目前主要对水果、谷物、蔬菜、肉类等农产品的外部及内部品质进行分析研究。
农业无人系统与农业机器人
超窄式高通量作物表型机器人
超窄式高通量作物表型机器人是一款自主研发的用于获取田间作物参数的高通量表型移动平台。其超窄的构型设计可以实现在典型高秆农作物的行间导航，并配合三维高精度传感器完成对作物表型参数的近距离采集。
协作机械臂
Franka机械臂是一个可以实现人机协作的交互式动作执行器。它能够在果园、温室等农业场景中配合环境感知传感器实现对作业目标的精准定位和智能抓取。
三维全景激光扫描仪
实现远距离无接触测量，帮助农业机器人在大田，果园，温室等农业场景下的智能环境感知和建模、自主安全导航、自主优化路径生成等。
无人驾驶插秧机系统
基于北斗的无人驾驶控制系统对作业路径和作业动作实监测控制，实现水田内预定规划路线的无人插秧、地头转弯、高精度直线行走、插植部地头自动起落，无人驾驶插秧机直线路径跟踪误差≤±5cm,实现插秧机无人驾驶高速插秧作业。
变量喷雾机器人
变量喷雾机器人主要包括油门、喷杆折叠、升降档位、离合、转向、远程启停控制，可实现路径规划、压力流量监测，精准变量喷洒、喷头堵塞报警、故障自动诊断、作业面积结算等功能，手动自动模式快速切换，有效减轻劳动强度。
稻麦收获机器人
稻麦收获机器人采用液压与电控相结合的方法，通过车载导航控制终端、控制器、高精度北斗卫星接收机、电控手柄等智能化手段，实现了高精度直线行走、自动转弯以及作业过程中拨禾轮、割台升降，卸粮装置离合的手自一体控制等功能；整车配置有整车作业参数测控系统，作业过程能对割台喂入量、脱粒滚筒负载以及振动筛振动频率等关键作业参数进行实时监控与调整，实现低损高效收获，降低劳动强、减少收获成本。
无人驾驶拖拉机系统
无人驾驶拖拉机系统主要由车载导航控制终端、线控控制器、高精度北斗卫星接收机、转角传感器、电动方向盘等部分组成，该系统基于高精度北斗卫星定位、先进的导航和转向控制算法等自动驾驶技术和方法，能够根据地块形状智能规划作业路径和作业控制，包括远程启停、农机具自动升降、自动掉头、对行、自主避障等一系列操作，耕作过程无需进行人工干预，改善了驾驶作业条件，降低劳动强度，提高了作业效率。该系统可实现传统拖拉机具备全昼夜无人化精准作业能力，应用场景覆盖耕、耙、播种、秸秆还田等田间作业环节。
农业传感器开发平台
开放光程热红外光谱采集分析系统
开实现大范围环境气体的热红外光谱分析，可用于气体分布研究
高分辨率激光共聚焦显微拉曼光谱仪
高性能拉曼光谱仪，可实现小微目标的三维测量
振动-跃迁光谱同步采集与分析系统
可实现不同光谱的同步采集和分析，用于同一目标的光谱互补性测量方法研究
高分辨率阵列扫描傅立叶变换红外显微成像系统
可实现微观尺度内的傅里叶变换光谱的采集和成像，可用于小尺度目标的光谱学研究
大功率激光器系统
可以实现高能脉冲激光的输出，覆盖从190nm到2200nm的波段范围
农业电子产品软硬件检测平台
电气安全与安规老化测试系统
用于电气安规检测，主要有以下功能：防爆充放电试验、加电老化试验、老化筛选试验。
安规和可靠性自动测试系统
用于电气安规检测，主要有以下功能：绝缘电阻测试、抗电强度测试（直流、交流）、反极性测试、泄漏电流测试、接地电阻测试、电压适应性测试、频率适应性测试、电源适应性测试、SELV电路稳定测试。
干体炉
用于传感器性能与精度检测，范围-25度到140度，精度0.01度，用于温度传感器的精度校准。
土壤水分观测仪自动检测系统
用于传感器性能与精度检测，范围：4根剖面土壤湿度传感器的四种土样湿度的同时标定。
光照传感器检定系统
用于传感器性能与精度检测，校准光照传感器。
高精度温湿度校准箱
用于传感器性能与精度检测，温度范围7度到85度，精度0.2度；湿度范围10%到95%，精度0.5%，用于温湿度传感器的精度校准。
沙尘试验箱
用于环境可靠性测试，检验产品外壳的防尘性能，检验沙尘侵入对产品的影响，同时也检测沙尘侵入对安全和性能的影响。
高温老化箱
用于环境可靠性测试，考核试验样品在高温条件下的贮存或使用的适应性 。
紫外荧光老化试验箱
用于环境可靠性测试，主要模拟阳光中的紫外光。同时它还可以再现雨水和露水所产生的破坏。试验提供的测试数据在对新材料的选择、对现有材料的改进或评估影响产品耐用性的组成变化等方面有极大的帮助。试验可以极好地预测产品将在户外遭遇的变化。
六度空间一体机振动台
用于环境可靠性测试，考核试验样品在不同频、率幅度振动条件下的运输或使用的适应性 。
臭氧老化试验箱
用于环境可靠性测试，针对橡胶对臭氧敏感这一特性，利用加环境模拟的手段加速橡胶被臭氧老化的过程，从而测试橡胶产品的耐老化能力的一种技术。臭氧老化就是将试样暴露于密闭无光照的含有恒定臭氧浓度的空气和恒温的试验箱中，按预定时间对试样进行检测，从试样表面发生的龟裂或其它性能的变化程度，以评定试样的耐臭氧老化性能。
振动试验机
用于环境可靠性测试，考核试验样品在不同频率和幅度振动条件下的运输或使用的适应性 。
高低温交变湿热试验箱
用于环境可靠性测试，考核试验样品在高低温、湿热条件下的贮存或使用的适应性 。
步入式高低温湿热试验箱
用于环境可靠性测试，考核试验样品在高低温、湿热条件下的贮存或使用的适应性 。
线路板通电老化试验箱
用于环境可靠性测试，考核试验样品在高低温条件下的贮存或使用的适应性 。
冷热冲击试验箱
考核试验样品在高低温快速冲击和变化条件下的贮存或使用的适应性。
淋雨试验箱
用于环境可靠性测试，确定设备在淋雨条件下，其外壳防止雨水渗透的能力和遭到淋雨时或之后的工作效能。
淋雨试验箱（切克）
用于环境可靠性测试，确定设备在淋雨条件下，其外壳防止雨水渗透的能力和遭到淋雨时或之后的工作效能。
单臂跌落试验机
用于环境可靠性测试，将包装件按规定高度跌落于坚硬、平整的水平面上，评定包装件承受垂直冲击的能力和包装对内装物保护能力。
恒温恒湿试验箱
用于环境可靠性测试，考核试验样品在高低温、湿热条件下的贮存或使用的适应性 。
高低温交变湿热试验箱
用于环境可靠性测试，考核试验样品在高低温、湿热条件下的贮存或使用的适应性 。
组合式瞬变脉冲模拟器
用于电磁兼容测试，考察单个设备或系统的抗快速瞬变干扰的能力
骚扰功率测试系统
用于电磁兼容测试，对于每一个测试频率点，吸收钳都沿着电源线移动，找出最大值，共模电流在导线上以驻波形式出现。
电源电压变化模拟器
用于电磁兼容测试，考察单个设备或系统的抗电压暂降、短时中断和电压变化的能力
连续波模拟信号发生器
用于电磁兼容测试，考察单个设备或系统的射频传导抗扰度的能力
三相电人工电源网络
用于电磁兼容测试，为受试品提供稳定直流三相电源。
单相人工电源网络
用于电磁兼容测试，为受试品提供稳定直流单相电源。
喀呖声分析仪
用于电磁兼容测试，判断是否为喀呖声，根据喀呖声率确定喀呖声限值，判断产品是否合格。
单相谐波闪烁分析仪
用于电磁兼容测试，分析和整理包含有电源额定频率整数倍频率的正弦电压或电流，判断样品是否符合标准。
工频磁场模块与线圈
用于电磁兼容测试，考察单个设备或系统的工频磁场抗扰度的能力
功率计
用于电磁兼容测试，主要作用为监测射频辐射抗扰度试验时发射的功率。
场强监视仪
用于电磁兼容测试，主要作用为监测射频辐射抗扰度试验时发射的场强。
电场探头
用于电磁兼容测试，主要作用为射频辐射抗扰度试验中提供现场电场强度测量与反馈。
低频定向耦合器
用于电磁兼容测试，主要作用为射频辐射抗扰度试验中提供低频放大的发射信号，并实现定向耦合。
低频功率放大器
用于电磁兼容测试，主要作用为射频辐射抗扰度试验中提供低频放大的发射信号。
信号发生器
用于电磁兼容测试，主要作用为射频辐射抗扰度试验中提供3GHz以内的特定发射信号。
对数周期天线
用于电磁兼容测试，主要作用为射频辐射抗扰度试验中80MHz-1GHz时段的发射天线。
静电发生器
用于电磁兼容测试，考核设备的静电放电抗扰度能力，模拟了两种情况：（1）设备操作人员直接触摸设备时对设备放电，和放电对设备工作的影响；（2）设备操作人员在触摸领近设备时，对所关心这台设备的影响。
多功能EMS抗扰度测试机
用于电磁兼容测试，考察单个设备或系统的抗快速瞬变干扰、抗浪涌干扰、抗电压暂降、短时终端和电压变化、工频磁场抗扰度的能力
接收机
用于电磁兼容测试，接收传导骚扰和辐射骚扰信号。测试频段20Hz-26.5GHz。
屏蔽室
屏蔽室用于建立电磁兼容测试中纯净、无外界电磁信号影响的测试空间。
控制室
本身是屏蔽室，用于建立电磁兼容测试中工作人员对测试进行监管和控制操作。
三米法电波暗室
用于建立电磁兼容测试中辐射发射、辐射抗扰度测试基础测试空间。
农产品智能检测与溯源平台
感官评价分析平台
水果、畜禽等农产品和食品的感官指标分析
新鲜度测定仪
用于农产品和食品的新鲜度测定
质构仪
用于农产品和食品的物性指标检测
化学发光多色荧光及活体成像系统
农产品及食品样品的发光成像和数据分析
荧光光谱仪
农产品及食品的新鲜度、食品安全等指标检测
全自动菌落计数器
用于进行农产品和食品中含有的菌落计数
三重四级杆气质联用仪
用于农产品和食品气体样品的分离、鉴定和定量分析
激光多普勒测速仪
测量通过激光探头的示踪粒子的多普勒信号得到粒子速度
激光打标机
用于设备打标
3D打印机
用于模型的3D打印
便携式糖酸度计
用于检测水果糖度
水果酸碱度测定仪
用于检测水果酸度
数字平台旋光仪
用于检测具有旋光性的成分含量，如糖分、淀粉、添加剂等
阿贝折光仪
通过检测溶液折光率和色散，来测试含糖量
微量酸度计
用于检测酸度
谷物水分测定仪
用于检测谷物种子的水分含量
农产品内部品质在线检测设备
用于快速获取批量样本的吸收光谱和内部品质数据
傅里叶近红外光谱仪
用于采集1000-2500nm范围内的近红外吸收光谱
光谱检测系统
用于获取高分辨率、高灵敏度光谱数据
拉曼光谱检测系统
用于获取拉曼光谱数据
显微共焦成像系统
用于获取样本的显微共焦荧光图像和光谱图像
显微光谱成像系统
用于获取显微图像、荧光光谱和拉曼光谱
线扫描拉曼高光谱成像系统
用于同时获取拉曼光谱及图像数据
短波红外高光谱成像系统
用于采集1000-2500nm范围内的高光谱图像
EMCCD制冷型高光谱成像系统
用于采集400-1000nm范围内的高光谱图像
作物表型高通量采集测量与分析系统
称重蒸渗仪系统
称重蒸渗仪系统建成于2009年10月,位于北京小汤山精准农业基地,由1座大型蒸渗亦和24座小型蒸渗仪构成。大型蒸渗仪边长3米，深2.6米，单体土重45吨，是目前国内单体体积最大的称重式蒸渗仪；小型蒸渗仪的单体长1米，宽0.75米，深2米，单体重量2吨，采用杠杆式称重系统，耗水测量精度为0.05mm，可以分辨每5分钟的耗水量。
玉米果穗籽粒高通量自动化考种系统
LQ-MB2型玉米自动考种系统旨在解决一线考种人员对于玉米果穗、籽粒表型性状自动化检测的需求，产品综合应用立体视觉、图像处理、机电一体化和多传感器信息融合等技术，采用关键质量点控制等策略，能够快速、无损地获取颜色、形状、纹理、重量等4大类32个指标。
显微CT作物高通量采集平台
针对传统显微表型数据采集耗时费力、误差大，且指标单一等问题，北京农业信息技术研究中心构建了显微CT作物高通量采集平台，包括基于工业micro-CT的植物器官组织样品处理、扫描成像、显微表型特征智能解析，结合自主研发的显微表型分析软件，可进行高通量的植物籽粒、维管束等表型的数字化获取与智能化解析，实现了器官、组织等深层表型性状的高通量精准检测，具有支持大批量样本处理、指标多、精度高、效率高等特点，为维管束表型精准鉴定、种子资源的筛选和基因挖掘等提供显微表型大数据服务。
机器人作物高通量采集平台
国家农业信息化工程技术研究中心成功研发成了基于多传感器的植物表型检测机器人LQ-PhenoUGV。该设备实现机器人在农业环境下的高稳定性运动与信息采集处理等功能。基于高稳定性表型机器人平台，可在统一坐标系下实现三维激光点云、多光谱影像、高分辨率影像的同步采集，能够快速测得包括叶面积指数、植物株高、茎粗、叶片倾角、生物量等指标，实现植物结构参数自动提取，为作物育种田间辅助筛选和田间栽培管理提供快速、准确、便捷的信息化手段。
行走式作物高通量采集平台
采用高地隙四轮转向驱动纯电移动平台，平台具有转向灵活、通过性强、绿色清洁、远程遥控等优势。平台搭载3D点云传感器、RGB可见光传感器、多光谱传感器，可获得作物株高、LAI、平均叶片倾角、NDVI、DGCI等形态、生理、颜色纹理等3大类21项表型指标。平台配备专门的数据采集、实验项目管理、数据分析软件，能够根据用户的具体实验设置生成数据采集小区，采集数据自动归档，分析结果按照小区设备和时间维度分类导出。
流水线式作物高通量采集平台
由北京农业信息技术研究中心自主研发的植物单株表型流水线式高通量采集系统，高效集成高清图像、多光谱等传感器，可有效采集0.1米至3米高度的植株表型数据，采集效率为2-3分钟株，适用于不同生育时期的玉米、小麦、水稻、蔬菜、花卉等植物2D、3D表型特征的精细化采集。高通量采集系统组件式设计，易于在田间、温室等不同实验场所安装部署，能够满足大批量样本快速采集需要。软件系统具有植株2D、3D表型解析、数据管理、三维可视化展示、三维可视化计算分析等功能。以玉米为例，能够实现玉米株高、叶长、叶方位角、叶倾角、叶方位平面、叶脉分布、包围体积、颜色等30余种表型特征的解析，综合误差低于10%。
无人机作物表型高通量采集平台
面向大群体尺度植物表型高通量获取和解析的需要，北京农业信息技术研究中心自主研发了四合一扫描成像植物表型高通量测量系统（CropLidar）。系统高效集成了三维激光雷达、可见光相机、多光谱相机和热红外相机等传感器，并与导航系统有机结合，实现了在统一空间坐标系下的植物三维激光点云、光谱、热红外和高分辨率影像的高精度同步采集及叠加分析；具有数据多元化、挂载灵活、性价比高等特点。系统可搭载于无人机平台，能较好地满足不同使用场景需求，为作物育种、农情监测等提供了高效、低成本的表型大数据采集和分析解决方案。无人机平台搭载四合一传感器，可用于大群体或复杂农田环境下的农林植物表型高通量、高效、低成本的获取和解析。获取效率可达300亩小时，基于获取的CCD、多光谱、三维点云和红外影像数据，结合软件分析可高效率提取农林植物群体株高、地上部生物量、植被指数、冠层温度、冠层氮素分布和叶面积指数等几十项表型参数，为农业园区、种植基地尺度的农作物育种材料田间表型筛选、适应性评价以及作物冠层长相长势监测等提供技术支撑！
田间轨道式作物高通量采集平台
北京农业信息技术研究中心自主研发了田间轨道式植物表型高通量自动获取平台（LQ-FieldPheno），根据田间轨道运行方式可分为上行式平台和龙门吊式平台。它可对大田植物群体冠层全生育期的表型信息进行高通量、全自动、高时序的获取，具有获取数据多元、时效性强、可拓展性强、性价比高、定制灵活等特点。田间轨道式植物表型高通量自动获取平台的中央成像单元集成了高清图像、红外热、激光雷达和多光谱等多种先进传感器，按照设定的路线在轨道上匀速运动，总体效率可达每分钟30株。根据系统设计的大小，一套系统每天可测量成百上千个小区的数千株甚至上万株植物。结合作物表型自动解析软件可得到叶面积、叶色、株高、生物量、覆盖度、冠层温度等几十项表型指标，为作物育种田间辅助筛选和长势监测等提供了快速、高效、便捷的信息化获取手段。
温室轨道式作物表型高通量采集平台
国家农业信息化工程技术研究中心面向作物数字育种和精准农作管理对表型高通量获取解析的需求，成功研发了基于多传感器的温室植物高通量表型平台LQ-GHPheno。它是一款基于温室轨道的可移动式表型高通量自动采集系统，以作物表型多传感器中央成像单元为核心，并集成了自动化控制系统、电动升降、上行式温室轨道、智能导航车AGV、环境传感器等设备系统，整合了可见光、光谱、热红外、激光雷达等多种传感器，可在1小时内完成400平米区域作物冠层成像，通量达45株分钟。可对温室植物群体冠层全生育期的表型信息进行高通量、全自动、高时序的获取，具有获取数据多元、时效性强、可拓展性强、性价比高、定制灵活等特点。结合作物表型自动解析软件可得到叶面积、叶色、株高、生物量、覆盖度、冠层温度等几十项表型指标，为作物育种辅助筛选和长势监测等提供了快速、高效、便捷的信息化获取手段。
