CN110325032A - 用于在农业设施内自动转移植物的系统和方法 - Google Patents

Abstract

用于在农业设施内自动转移植物的方法的一种变型包括：分派装载机将第一模块从农业设施内的第一生长位置自主地输送到农业设施内的转运站，所述第一模块以第一密度限定植物槽的第一阵列，并且装载有在第一生长阶段的第一组植物；分派装载机将第二模块自主地输送到转运站，所述第二模块以小于第一密度的第二密度限定植物槽的第二阵列，并且没有植物；记录第一模块的模块级光学扫描；从模块级光学扫描中检测的特征提取第一组植物的成活力参数；并且如果成活力参数落在目标成活力范围之外，则拒绝从第一模块转移第一组植物。

Description

用于在农业设施内自动转移植物的系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年12月22日提交的美国临时申请号62/437,822的利益，该临时申请通过这个引用被全部并入。

技术领域

本发明总体上涉及农具领域，更具体地说，涉及农具领域中用于在农业设施内自动转移植物的新的且有用的方法。

附图简述

图1是方法和系统的流程图表示；

图2A和2B是方法的一个变形的流程图表示；

图3是系统的一个变型；以及

图4是系统的一个变型。

实施例的描述

本发明的实施例的以下描述不旨在将本发明限制于这些实施例，而是旨在使本领域技术人员能够制造并且使用本发明。本文所描述的变型、配置、实现、示例性实施方式和示例是可选的，并且不排除其所描述的变型、配置、实现、示例性实施方式和示例。本文所描述的发明可以包括这些变型、配置、实现、示例性实施方式和示例的任何和所有的排列。

1.方法

如图1所示，用于在农业设施内自动转移植物的方法S100包括：在块S110中，分派装载机将第一模块从农业设施内的第一生长位置自主地输送到农业设施内的转运站，其中第一模块以第一密度限定植物槽的第一阵列，并装载有在第一生长阶段的第一组植物；在块S112中，分派装载机自主地将第二模块输送到转运站，其中，第二模块以小于第一密度的第二密度限定植物槽的第二阵列，并且没有植物；在块S120中，记录第一模块的模块级光学扫描；在块S122中，从在模块级光学扫描中检测到的特征中提取第一组植物的成活力参数；以及，响应于成活力参数落在目标成活力范围之外，在块S130中拒绝从第一模块转移第一组植物。方法S100还包括，响应于成活力参数落在目标范围内：在块S140中，在转运站处触发机器人操纵器，以将第一组植物的第一子集从第一模块顺序转移到第二模块中的植物槽的第二阵列中；在块S113中，分派装载机自主地将第三模块输送到转运站，该第三模块以第二密度限定植物槽的第三阵列；并且，在块S140中，响应于用植物的第一子集填充第二模块中植物槽的第二阵列中的每个植物槽，触发机器人操纵器将第一组植物的第二子集从第一模块顺序转移到第三模块中植物槽的第三阵列中。

如图2A和2B所示，方法S100的一种变型包括：在块S110中，分派装载机将第一模块从农业设施内的第一生长位置自主地输送到农业设施内的转运站，其中第一模块以第一密度限定植物槽的第一阵列，并装载有在第一生长阶段的第一组植物；在块S112中，分派装载机自主地将第二模块输送到转运站，其中，第二模块以小于第一密度的第二密度限定植物槽的第二阵列，并且没有植物；在转运站处，检测第一模块上的第一光学基准，基于第一光学基准在转运站处登记第一模块中的植物槽的第一阵列的位置，检测第二模块上的第二光学基准，基于第二光学基准在转运站处登记第二模块中的植物槽的第二阵列的位置，以及在块S140中，在转运站处导航末端执行器以接合第一组植物中的第一植物，该第一植物布置在第一模块中的植物槽的第一阵列中的第一植物槽中。方法S100的这种变化还包括：在块S160中，记录第一植物的第一光学扫描；在块S162中，从第一光学扫描中提取第一植物的第一成活力参数；响应于第一成活力参数超过目标值，在块S170中，将第一植物转移到第二模块中植物槽的第二阵列中的最后一个植物槽中；在块S140中，导航末端执行器以接合第一组植物中的第二植物，第二植物布置在第一模块中的植物槽的第一阵列中的第二植物槽中，第二植物槽邻近第一植物槽并且通过移除第一植物而暴露于末端执行器；在块S160中，记录第二植物的第二光学扫描；在块S162中，从第二光学扫描中提取第二植物的第二成活力参数；并且，响应于目标值超过第二成活力参数，在块S172中拒绝将第二植物放到第二模块。

方法S100的另一变型包括：在块S110中，接收限定第一密度的植物槽的第一阵列的第一模块，植物槽的第一阵列装载有在第一生长阶段的一组植物；在块S120中，记录第一模块的光学扫描；在块S122中，从光学扫描中提取该一组植物中的植物的成活力参数；并且，响应于成活力参数下降到低于目标值，在块S130中拒绝第一模块。方法S100还包括，响应于成活力参数超过目标值：在块S140中，将机器人操纵器的末端处的末端执行器侧向朝向该一组植物中的第一植物而导航，所述第一植物布置在植物槽的第一阵列中的第一植物槽中；在块S140中，从第一植物槽垂直导航末端执行器，以从第一植物槽提取第一植物；在块S150中，测量第一植物的第一重量；并且，响应于第一植物的第一重量下降到阈值重量以下，在块S172中丢弃第一植物。方法S100还包括，响应于第一植物的第一重量超过阈值重量：在块S170中，在第二模块中的植物槽的第二阵列中的最后一个植物槽上导航末端执行器，植物槽的第二阵列的第二密度小于第一密度；在块S170中，朝着第二模块降低末端执行器，以将第一植物插入第二模块中的植物槽的第二阵列中的最后一个植物槽中；以及将末端执行器横向导航到第一模块中的植物槽的第一阵列中的邻近第一植物槽的第二植物槽中的第二植物。

2.应用

通常，方法S100的块可以由控制器104(或其他计算机系统)结合温室或其他农业设施(以下称为“设施”)来执行或控制，以自动视觉检查被配置成以第一密度保持植物的第一模块中的植物，并且如果这些植物通过自动的尺寸和害虫检查，则自动将这些植物转移到配置成以较低密度保持植物的第二模块中，这可以为这些植物提供比第一模块更大的上方光照、下方养分和向外生长的空间。特别地，方法S100的块可以由系统执行，诸如包括：本地或远程控制器104，诸如远程服务器；机器人操纵器，其连接到控制器104，位于设施内的转运站处，并配备有照相机、秤和/或末端执行器，该末端执行器被配置为从模块中取回植物；和/或自动“装载机”，其连接到控制器104并被配置成从整个设施的生长区域取回模块，将模块输送到转运站，并将模块返回到它们在整个设施中分配的位置。

具体而言，植物可以在布置在整个设施中的模块中生长，其中每个模块限定了植物槽的阵列，该植物槽的阵列被配置成以适合于模块中生长的植物阶段的密度保持一种植物(或一“堆”类似植物，例如多个罗勒植物)。幼小植物可能具有相对较小的叶子，覆盖相对较小的面积，因此这些幼小植物只需要较小的生长体积(grow volume)；随着这些植物成熟(例如，到“萌芽”阶段或经过“间苗”和“簇叶”阶段)，它们的叶子可能生长到覆盖更大的面积，从而需要更大的生长体积；随着这些植物进一步成熟(例如，通过“早抽穗”、“中抽穗”和“成熟抽穗”阶段)，它们的叶子可以更充分地发育，从而覆盖更大的面积，直到收获这些植物，从而需要更大的生长体积。为了在设施内保持每层面积相对高的吞吐量，设施可以配备不同类型的模块，即具有不同植物槽密度的模块，其适合植物生长的各个阶段，且因此适合从播种到收获的不同大小范围的植物。例如，该设施可以配备有：播种托盘(或“播种模块”)，其限定了最高密度的植物槽(例如，每4英尺×12英尺模块640个植物槽)，并被配置为在播种阶段期间保持植物；第一种类型的模块(以下称为“育苗型”)限定了中等密度的植物槽(例如，每4英尺×12英尺模块170个植物槽)，并被配置为在萌芽阶段期间保持植物；以及第二种类型的模块(以下称为“肥育型”)，其限定了最低密度的植物槽(例如，每4英尺×12英尺模块40个植物槽)，并被配置为在肥育阶段和收获之前期间保持植物。通过将幼苗首先放置在具有最大植物槽密度的模块中，然后随着植物尺寸和成熟程度的增加，将这些植物运送到具有越来越低的植物槽密度特征的模块中，该设施可以平均容纳和种植每个模块更多的植物，从而实现更大的空间效率(即，该设施内每层面积的植物数量)。

因此，随着植物成熟，系统100可以用于自动将这些植物从较高植物槽密度的模块转移到较低植物槽密度的模块。例如，系统100可以自动地：将幼芽从播种托盘转移到育苗型的第一模块中，该播种托盘包含适于直至幼芽阶段的这种类型的植物的第一密度的植物槽，该育苗型的第一模块包含适于直至早抽穗阶段的这种类型的植物的第二密度的植物槽；随后将早抽穗植物从第一模块转移到肥育型的第二模块，该肥育型的第二模块包含适合于直到完全成熟阶段的这种类型的植物的第三密度的植物槽；最后从第二模块中取出完全成熟的植物，用于加工、包装和从设施中分配。

此外，因为当植物接近需要转移到具有较低植物槽密度的另一模块的生长阶段时，从模块中移除植物可能会受到这些植物的叶子的阻碍，所以系统100可以捕获第一模块的光学扫描(例如，照片图像)，并分析该光学扫描以获得植物尺寸(例如，宽度、高度)和/或品质(例如，颜色)的视觉指示，以确认这些植物满足各种尺寸和/或品质目标。如果第一模块中的植物的至少阈值比例超过这些目标，则系统100(例如，机器人操纵器)可以按顺序自动转移第一模块中的植物：从当第一模块充满时机器人操纵器最合适接近的第一模块中的第一植物槽开始；到第一植物槽被清除后机器人操纵器最合适接近的第一模块中的第二植物槽；……再到第一模块中倒数第二个植物槽被清除后机器人操纵器可接近的第一模块中的最后一个植物槽。植物从第一模块移除后，系统100(例如，机器人操纵器)还可以测量植物的重量，以在将植物转移到第二模块之前确认植物通过了重量目标。然而：如果光学扫描指示第一模块中少于阈值比例的植物超过尺寸目标，系统100可以将第一模块返回到设施中的生长区域，用于这些植物的进一步成熟；如果光学扫描指示第一模块中超过阈值比例的植物低于品质目标，则系统100可以丢弃第一模块中的植物；并且如果植物的重量测量值低于目标重量，系统100可以丢弃该植物或者将该植物转移到与第一模块相同类型的第三模块，然后将第三模块返回到设施中的生长区域，以使来自第一模块的这种和其他重量不足的植物进一步成熟。

系统100(例如，控制器104、机器人操纵器和装载机)因此可以取回模块；视觉检查这些模块中的植物是否有生长不足、生长异常和/或害虫；清除满足视觉生长目标的植物，以将其转移到以较低植物槽密度为特征的下一个模块中；检查植物的重量；并且基于从植物中自动收集的视觉数据和/或重量数据，自动将植物转移到下一个模块中，丢弃选择的植物，丢弃模块中的整组植物，和/或返回整个模块以进一步使它们的内容物成熟。

3.系统

如上所述且如图3和图4所示，方法S100的块可以由系统100执行，系统100包括：本地或远程控制器104，例如远程服务器；机器人操纵器150(例如，机器人臂)，其连接到控制器104，位于设施102内的转运站140处，并配备有照相机、秤和/或被配置为从模块取回植物的末端执行器154；和/或自动装载机130，其连接到控制器104并被配置为从整个设施102的生长区域取回模块，将模块输送到转运站140，并将模块返回到整个设施102中它们指定的位置。

例如，系统100可以包括：第一模块110，其被分配到农业设施102内的第一生长位置，以第一密度限定植物槽的第一阵列111，并在植物槽的第一阵列111上装载第一组植物；第二模块120，其以小于第一密度的第二密度限定植物槽的第二阵列121；第三模块122，其以第二密度限定植物槽的第三阵列123；和转运站1400，其被布置在农业设施102内部。系统100还可以包括装载机130，该装载机130被配置为：自主导航通过整个农业设施102，自主地将第一模块110从第一生长位置输送到转运站140，自主地将第二模块120输送到转运站140处的第一模块110附近，以及自主地将第三模块122输送到转运站140处的第一模块110附近，以替代第二模块120。系统100还可以包括被布置在转运站140处的机器人操纵器150，其包括靠近末端执行器154的光学传感器152，并且被配置为：接合第一组植物中的第一植物，该第一植物占据第一模块110中的植物槽的第一阵列111中的第一植物槽；响应于第一植物的成活力参数超过阈值，将第一植物插入第二模块120的第二组槽中的最后一个槽中；响应于阈值超过第一植物的成活力参数，拒绝将第一植物送至第二模块120；将植物的第一子集从第一模块110顺序转移到第二模块120中的植物槽的第二阵列121，植物的第一子集包括第一植物；并且响应于填充第二模块120中的第二组植物槽，将植物的第二子集从第一模块110顺序转移到第三模块122中的植物槽的第三阵列123，植物的第二子集在第一模块110中接续植物的第一子集。

系统100还可以包括控制器104，该控制器104被配置成处理记录在整个系统100中的数据，并管理系统100内的元件的各种动作。例如，机器人操纵器150可以被配置成当末端执行器154接近第一植物时，记录布置在第一模块110的第一槽中的第一植物的第一图像，如下所述；并且控制器104可以从该第一图像中提取第一植物的成活力参数，并且基于第一植物的第一成活力参数和目标成活力范围之间的差异，选择性地触发机器人操纵器150将第一植物插入第二模块120或者将第一植物丢弃到丢弃箱中。

3.1模块

系统100中的每个模块被配置成在这些植物的生长周期的一部分(例如，十二周生长周期中的四周)内容纳一组植物。每个模块可以定义标准尺寸(例如，四英尺宽乘八英尺长乘四英尺高；两米宽乘五米长乘一米高)，并且可以包括与根模块相关联的植物生长周期的一部分相匹配的多个植物槽。例如：播种型模块可以包括192个植物槽；育苗型模块可以包括48个植物槽(即，多达播种型模块的四分之一)；肥育型模块可以包括十二个植物槽(即，多达育苗型模块的四分之一)；如图4所示，尽管这些模块定义了相同的整体尺寸和几何形状。

在一种实施方式中，一种模块包括：一组水培托盘(或水培管)，每个水培托盘限定植物槽的(线性)阵列，其中每个植物槽被配置成接收和保持一种植物(或多种植物的一簇)；托架或框架，其以一定角度支撑一组水培托盘，例如从水平面倾斜5°；储液器，其流体联接到该一组水培托盘，并被配置为收集从水培托盘流出的水；和泵，该泵被配置成使水从储液器循环回该一组水培托盘。该模块可以附加地或可选地被配置成暂时连接到设施102中的供水管线和回水管线，这可以向该模块中的植物提供恒定的水和营养物供应。在该实施方式中，该模块还可以包括：在每个水培托盘前面的一个光学基准114；每个水培托盘两端的光学基准114；沿着每个水培托盘邻近每个植物槽的一个光学基准114；或者在模块的三个或四个角处的光学基准114；等等。系统100因此可以诸如通过集成到装载机130中和机器人操纵器150中的光学传感器152来检测这些光学基准114，以识别并定位模块以及定位模块中每个水培托盘中的植物槽。

在另一个实施方式中，一种模块包括：开放式托盘，其被配置成容纳固定体积的水和营养物；覆盖物，其布置在开放式托盘上方并包括一组穿孔，其中每个穿孔限定植物槽，该植物槽被配置成接收和保持一种植物(或一簇植物)；以及支架，其被配置成将托盘支撑离开地面。在实施方式中：如上所述，开放式托盘可以定义标准矩形几何形状；并且盖子可以包括被配置成漂浮在托盘中的水中的矩形覆盖物。例如，盖子可以包括：限定植物槽的阵列(例如，线性栅格阵列、封闭包装(close-pack)阵列)的刚性面板(例如，尼龙或铝板)；以及漂浮物，当盖子中的植物槽的阵列充满植物时，该漂浮物延伸穿过刚性面板的下侧并且表现出足够的浮力和/或高度以保持托盘中的水的顶面和盖子的底面之间的空气间隙，从而保持这些植物的上部根系暴露于空气中，且由此暴露于氧气中。此外，在该示例中，因为盖子漂浮在托盘中的水面上，所以盖子可以确保这些植物的根保持与托盘中的水接触，尽管托盘中的水位发生变化。

此外，在该实施方式中，模块可以包括一组光学基准114，其布置在盖子和/或托盘的顶面上，并且被配置为指示模块的位置、方向、距离、类型和/或唯一身份。例如，该模块可以包括：一个光学基准114(例如，唯一的条形码或快速响应代码)，其布置在盖子上的三个或四个角的每一个处；三个(相同的)彩色点(例如，黄色代表育苗阶段，红色代表肥育阶段)，其布置在盖子或托盘的角落处；或者邻近盖子上每个植物槽的一个光学基准114(例如，围绕每个植物槽的已知几何形状和尺寸的彩色圆、正方形或多边形)；等等。

可选地，模块可以包括带有固定盖的开放式托盘。在该实施方式中，托盘和固定盖可以限定类似于前述实施方式中的几何形状和特征，但是盖子固定地联接到托盘的边缘，例如抵靠托盘的边缘密封，以防止当模块被装载机130移动时水从托盘溅出。

支撑水培管或托盘的框架可以包括一组硬点，装载机130被配置为当模块在其在设施102的地板上的指定生长位置和邻近转运站140的模块对接位置之间移动时接合这些硬点。如下所述，装载机130可以自主地在模块上导航，从高处检测模块，并且在横向移动模块之前提升模块；在该实施方式中，该模块可以包括光学基准114，该基准114布置在托盘、盖子或水培管等的顶侧上，使得这些光学基准114可以被装载机130检测到，从而使得装载机130能够在从框架上的硬点提升模块之前在模块上对准自己。可选地，装载机130可以被配置成在模块下自主导航。在该实施方式中，模块可以包括横跨框架、托盘或水培管等的下侧布置的光学基准114，使得这些光学基准114可以被装载机130检测到，从而使得装载机130能够在接合模块之前在模块下方对准自己。另外可选地，该模块可以包括：一组轮子、脚轮或滚轮等，框架的侧面或后面的插销；和邻近插销的光学基准114。装载机130因此可以检测这些光学基准114以将其自身对准插销，相应地接合插销，然后在其在设施102地板上的指定位置和邻近转运站140的模块对接位置之间拉动或推动模块。

然而，模块可以定义任何其他结构或几何形状，并且可以定义任何其他数量或排列的植物槽。

3.2植物杯

系统100还可以包括植物杯112，其中每个植物杯112被配置为：与各种类型的模块(例如，播种型、育苗型和肥育型模块)中的植物槽配合；并且在萌芽生长成成熟植物时支撑萌芽的茎，随着时间的推移，由植物杯112在各种类型的模块序列中支撑成熟植物。具体而言，每个植物杯112可以包括：内孔，其被配置为当植物随时间生长时保持植物的茎；以及接合特征，其被配置为接合机器人操纵器150上的末端执行器154，如下所述，以使得机器人操纵器150能够重复地取回植物杯112和植物，从一个模块中的植物槽移除植物杯112和植物，检查植物，然后将植物杯112和植物放置到另一个模块中的植物槽中。

在一个实施方式中，每个植物杯112限定肩部，该肩部被配置成当设置在植物槽中时在植物槽的上方垂直延伸，以使得在块S140中从机器人操纵器150上的末端执行器154延伸的静态或可致动钳口能够接合植物杯112，并且从其植物槽取回植物杯112及其相关联的植物，如图1所示。例如，植物杯112可以限定倒锥形：在植物槽中自居中；当机器人操纵器150从植物槽中取回植物杯112时，允许末端执行器154与植物杯112对准的某种倾斜；当机器人操纵器150将植物杯插入植物槽时，允许植物杯112与植物槽对准的某种倾斜；并且包括沿其上部(即较大)边缘的凸缘，以防止当机器人操纵器150经由植物杯112接合植物并将植物从模块中提起时，植物杯112完全滑过末端执行器154上的钳口。植物杯112还可以包括贯穿倒锥形的中心轴线延伸的通孔，该通孔被构造成接收植物茎，并限定足以允许植物随着时间在植物杯112中生长的直径。通孔也可以填充有泡沫或其它柔软或可降解的材料，以在较小的萌芽首次放入植物杯112时支撑该萌芽的茎。植物杯112还可以包括关键特征(akeyed feature)，该关键特征被配置成将植物杯112旋转地配准末端执行器154和/或植物槽。

然而，植物杯112可以限定任何其他形式或特征。

3.4装载机

如图1和图3所示，装载机130(例如，轮式自主车辆)被配置成在整个设施102中自主导航：在块S110中，将模块重新定位到邻近转运站140的模块对接位置，以准备将植物装载到这些模块中或从这些模块中卸载植物；并且选择性地将这些模块返回到它们在整个设施102中被分配的生长位置。具体而言，装载机130可被配置成自动导航穿过设施102到达模块下方或附近的特定位置，以联接到或提升模块，与模块一起导航到设施102内的转运站140，并在转运站140处释放(或“存放”)模块。机器人操纵器150可以被布置在转运站140的中心附近，并且装载机130可以在转运站140处邻近机器人操纵器150布置育苗型的第一模块110和肥育型的第二模块120，以便使机器人操纵器150能够在第一模块110中的植物槽的整个范围和第二模块120中的植物槽的整个范围内导航其末端执行器154。装载机130还可以将肥育型的第三模块122存放到转运站140，例如邻近第二模块120，并且一旦第二模块120中的所有植物槽被填充，机器人操纵器150可以转换到将清除的植物从第一模块110转移到第三模块122。装载机130还可以将育苗型的第四模块114(例如，育苗型的“延长生长时间”模块)存放到转运站140，并且机器人操纵器150可以将从第一模块110移除的体重不足的植物转移到第四模块114中，以能够接近第一模块110中的下一个植物，该下一个植物具有足够的重量以转移到肥育型的第二模块120中。装载机130然后可以将第二、第三和/或第四模块返回到设施102内指定的生长区域，例如半透明屋顶下和/或人工照明下。

装载机130还可以将播种托盘输送到转移模块，并且机器人操纵器150可以实施类似的方法和技术来检查播种托盘中植物的尺寸和重量，并且在装载机130将第一模块110返回到设施102内的指定种植区域之前，将植物从播种托盘顺序地转移到第一模块110中。可选地，系统100可以包括布置在设施102内的第二转运站140处的第二机器人操纵器150，装载机130可以将第一模块110和播种托盘输送到第二转运站140，并且第二机器人操纵器150可以将萌芽从播种托盘转移到第一模块110中。

3.4转运站

如图1和图4所示，系统100还包括设置在设施102内的转运站140，转运站140限定了植物被自主检查并从包含较高密度的植物槽的第一模块110(例如，育苗型模块)转移到包含较低密度的植物槽的第二模块120

(例如，肥育模块)的位置。

系统100还可以包括机器人操纵器150：被布置在转运站140处；限定多连杆机器人操纵器150，该多连杆机器人操纵器150充分移动以到达临时定位在转运站140处的模块中的每个植物槽；包括末端执行器154，该末端执行器154被配置成接合支撑该模块中植物的植物杯112；和/或包括光学传感器152(例如，多光谱相机或立体相机等)，其被配置成记录输送到转运站140的模块的模块级光学扫描和/或记录这些模块中植物的植物特定光学扫描，如下所述。系统100(例如，控制器104)可以处理这些光学扫描(或以其他方式处理由光学传感器152记录的光学数据或处理光学传感器152的视场)，以检测这些模块上的光学基准114，检测这些模块中的植物，并鉴定或量化这些植物的成活力。

在一个实施方式中，机器人操纵器150包括：在转运站140处刚性安装到设施102的地板上的基座；末端执行器154，其被配置为接合植物杯112并支撑一个或更多个光学传感器152；以及多个可独立操作的连杆和接头，其联接在基座和末端执行器154之间，并且协作以在临时定位在转运站140处的模块(例如，育苗型模块和肥育型模块)中的植物槽的全部长度和宽度上导航末端执行器154。

可选地，转运站140可以包括(短的)双向输送机156(或其他线性滑动器或线性致动器)，其刚性安装在转运站140处的设施102的地板上，并且被配置为沿着转运站140处的模块对接位置的长度移动滑板。机器人操纵器150的基座可以安装到滑板上，并且输送机156因此可以沿着模块对接位置的长度移动机器人操纵器150。例如：系统100中的模块可以是大约4英尺宽和8英尺长；装载机130可以将第一模块110临时定位在转运站140处的模块对接位置，其中第一模块110的长边邻近并大致平行于输送机156；机器人操纵器150可以被配置成到达并可靠地接合植物槽中的植物杯112，植物槽偏离输送机156的中心线多达六英尺(即，大于模块的宽度但小于第一模块110的长度)。在该示例中，输送机156因此可以沿着模块对接位置的长度(的全部或部分)线性移动机器人操纵器150，以使得机器人操纵器150能够沿着第一模块110的远长侧的全长到达并可靠地接合植物杯112。在该实施方式中，输送机156因此可以用于沿着模块对接位置的长度线性移动机器人操纵器150，并且因此沿着暂时位于模块停放区域中的模块的长边线性移动机器人操纵器150，以便：使得具有较小工作体积的机器人操纵器150能够在转运站140处执行方法S100的块；和/或使得系统100能够保持末端执行器154的高位置精度和控制，因为末端执行器154的位置精度和控制可以随着末端执行器154离机器人操纵器150的基座的距离而反向变化。在该变型中，机器人操纵器150和输送机156在下文中通常被描述为“机器人操纵器150”。

在一种变型中，机器人操纵器150还包括重量传感器158，例如集成到接头或集成到末端执行器154中的应变仪的形式，其被配置为输出表示机器人操纵器150取回的植物的重量或质量的信号，如下所述。

3.5光学检查站

在图4所示的一种变型中，系统100包括光学检查站160，该光学检查站160位于转运站140处，并且对于机器人操纵器150物理地可接近。在一个实施方式中，光学检查站160包括：限定孔的外壳，该孔被配置为经由机器人操纵器150接收植物；接收器，其布置在外壳内，并被配置成在外壳内接收和支撑植物杯112；一组照明元件，其被配置为可重复地照亮由机器人操纵器150放置在接收器上的植物；和光学传感器152(例如，2D彩色照相机、立体彩色照相机和/或多光谱照相机等)，其布置在接收器上方的外壳内部，并且被配置成当被光元件照射时捕捉植物的2D或3D图像。在该实施方式中，光学检查站160还可以包括：旋转台，其布置在外壳内部，支撑接收器，并被配置为旋转放置在接收器中的植物；和布置在外壳外部的光学基准114，机器人操纵器150可以通过布置在其末端执行器154附近的光学传感器152来检测光学基准114，以确定末端执行器154相对于外壳中的孔的位置。

在前述实施方式中，当从临时定位在模块对接位置的模块取回植物时，机器人操纵器150可以：自主地将末端执行器154朝向光学检查站160导航；检测光学检查站160外部的光学基准114；相对于该光学基准114配准其运动；将末端执行器154和植物导航穿过光学检查站160中的孔；将植物放置在光学检查站160内部的接收器上；然后在触发光学检查站160执行扫描例程之前缩回末端执行器154。在扫描例程期间，光学检查站160可以：激活光元件；并且触发光学传感器152来记录植物的2D或3D图像，例如当转台在光学检查站160内旋转360°时。系统100然后可以从2D或3D图像中提取植物的各种特征，例如植物的尺寸、形状、颜色和害虫指示，如下所述。系统100可以附加地或替代地将植物的这些2D或3D图像存储在特定于植物的文件中。

3.6多个转运站

方法S100在下面被描述为由系统100执行，以测试植物并将其从育苗型的第一模块110转移到肥育型的第二模块120。然而，系统100可以实现类似的方法和技术，以在任何其他类型、配置或植物槽密度的模块之间转移植物。例如：第一转运站140处的第一机器人操纵器150可以被配置成将植物从播种托盘转移到育苗型的模块中；第二转运站140处的第二机器人操纵器150可以被配置成将植物从育苗型的模块转移到肥育型的模块；并且在设施102内的第三转运站140处的第三机器人操纵器150可以被配置成将植物从肥育型的模块转移到输送机156上、箱子中或托板上，用于手动或自动处理和从设施102装运。然而，方法S100可以被执行以在任何其他类型的模块之间自动测试和转移植物，即，在定义适合于生长在设施102中的特定植物、植物亚种或植物物种等的生长周期的任何其他部分或持续时间的植物槽密度的模块之间。

方法S100也被描述为由系统100执行，以通过一系列播种托盘、育苗型模块和肥育型模块自动转移莴苣。然而，方法S100可以在温室或其他农业设施102中结合种植任何其他类型的植物来实施，例如种植水果、蔬菜、豆类、花、灌木或树木等。

4.模块输送

方法S100的块S110记载了：分派装载机将第一模块从农业设施内的第一生长位置自主输送到农业设施内的转运站，其中第一模块以第一密度限定植物槽的第一阵列，并装载有在第一生长阶段的第一组植物。(块S110可以类似地接收限定第一密度的植物槽的第一阵列的第一模块，其中植物槽的第一阵列装载有在第一生长阶段的一组植物。)通常，在块S110中，系统100(例如，控制器104)分派装载机从其在设施的生长区域中的位置收集第一模块，并将第一模块输送到机器人操纵器(或其他系统)位于设施内的转运站，如图1和图2A所示。例如，如图1所示，装载机可以导航到第一模块最后被输送到的设施内的位置，将其自身定位在第一模块之上或之下，致动升降机或插销以将第一模块提升离开地板，导航到转运站处的机器人操纵器的第一侧上的第一模块对接位置，然后降低升降机或释放插销以将第一模块返回到第一模块对接位置处的地板。

系统100可以实施类似的方法和技术来将第二模块调用到转运站，并且装载机可以实施类似的方法和技术来取回第二模块并将第二模块存放在转运站处的第二对接位置处，例如邻近与转运站处的第一模块对接位置相对的机器人操纵器。例如，系统100可以：在块S112中，分派装载机自主地将第二模块(以小于第一密度的第二密度限定植物槽的第二阵列且没有植物)输送到转运站(例如，输送到机器人操纵器的与转运站处的第一模块对接位置相对的第二侧上的第二模块对接位置)，用于装载来自第一模块的有生存力的植物；在块S113中，一旦第二模块中的植物槽被填充，分派装载机自主地将第三模块(以第二密度限定植物槽的第三阵列)输送到转运站，用于装载来自第一模块的有生存力的植物；并且在块S114中，分派装载机自主地将第四模块(以第一密度限定植物槽的第四阵列)输送到转运站，用于装载来自第一模块的尺寸过小或成活力较低的植物。

5模块级光学扫描

方法S100的块S120记载了记录第一模块的模块级光学扫描；方法S100的块S122记载了从模块级光学扫描中检测到的特征中提取第一组植物的成活力参数。通常，一旦在块S120中第一模块被输送到转运站，系统100收集布置在第一模块中的植物的初始光学数据，然后在块S122中从这些光学数据中提取各种植物相关度量。特别地，当第一模块到达转运站时，机器人操纵器可以在块S120中记录当前容纳在第一模块中的所有植物的模块级2D或3D扫描，然后实施计算机视觉技术以提取相对低分辨率的植物尺寸、植物品质和/或害虫存在的指示等，如图1和图2A所示。

5.1机器人操纵器的模块级光学扫描

在一个变型中，在块S120中，响应于第一模块到达转运站，系统100经由布置在转运站处的光学传感器记录第一模块的宽度和长度的模块级光学扫描。在一个实施方式中，机器人操纵器包括集成到末端执行器中或布置在末端执行器附近的立体彩色照相机，如图1所示。当第一模块到达转运站时，机器人操纵器将末端执行器导航到使照相机定向在第一模块上方的预定位置，然后触发照相机记录第一模块的单个3D自上而下的摄影图像(或“光学扫描”)。具体地，系统100可以响应于第一模块到达转运站将机器人操纵器上的末端执行器导航到第一模块对接位置上且因此在第一模块上方的预定义扫描位置，然后通过集成到末端执行器中或以其他方式联接到机器人操纵器的光学传感器记录第一模块的模块级光学扫描。然后，系统100可以在模块级光学扫描中或者当机器人操纵器占据该扫描位置时在照相机的视场中检测布置在第一模块上的光学基准，对于该光学基准配准末端执行器的运动，然后在块S120中，在经由照相机记录第一模块的光学扫描之前，将末端执行器和照相机相对于该光学基准定位在第一模块上方的目标位置。

可选地，机器人操纵器可以包括2D彩色照相机(或多光谱照相机等)。当第一模块到达转运站时，机器人操纵器可以：例如在机器坐标中或者相对于在第一模块上检测到的光学基准，将末端执行器和照相机导航通过多个预设位置；并且在块S120中，通过在这些位置中的每一个位置处的照相机记录第一模块的二维摄影图像。机器人操纵器(或者更一般地说，系统100)然后可以将这些二维摄影图像拼接成代表当前容纳在第一模块中的植物的单个三维摄影图像(或者“光学扫描”)。

又可选地，机器人操纵器可以包括深度照相机，该深度照相机包括有源红外纹理投影仪，并且在块S120中，机器人操纵器可以记录第一模块的宽度和长度的深度图像；机器人操纵器(或者更一般地说，系统100)可以从该深度图像重建第一模块中的植物的3-D形状。然而，机器人操纵器可以实现任何其他方法或技术来捕获第一模块的2-D至3-D光学扫描。

一旦在块S120中记录了第一模块的该光学扫描，并且在开始将植物从第一模块移动到附近的第二模块的转移周期之前，系统100可以在块S122中提取第一模块中的植物的度量，并且基于这些度量来确认这些植物满足预定义的检查，例如尺寸、叶子颜色或者缺少害虫指示。

5.2植物尺寸

在一个实施方式中，系统100检查当前容纳在第一模块中的植物是否普遍具有足以保证从第一模块转移到第二肥育型模块的尺寸。特别地，如果第一模块中的植物普遍超过预设的阈值尺寸，则这些植物假如转移到第二模块可以生长得更快并且品质更高。然而，如果从第一模块的模块级扫描图像中提取的度量指示第一模块中的植物普遍没有超过预设的阈值尺寸：将这些植物转移到第二模块可能对这些植物的生长速率和品质产生小的甚至是负面的影响，同时降低整个设施中植物分布的效率；并且使用机器人操纵器将植物转移出第一模块可能会延迟将更高需求的植物转移出另一模块。因此，系统100可以分析第一模块的模块级光学扫描，以在以下二者中任一个之前确定植物是否普遍具有足够的尺寸：触发装载机将第一模块返回到其在设施内的先前生长位置；或者触发机器人操纵器启动转移循环，在转移循环中，机器人操纵器顺序地从第一模块中选择植物，并且在丢弃或放置这些单独的植物到第二模块中之前扫描这些单独的植物(例如，以更高的分辨率)。

在该实施方式中，系统100可以执行计算机视觉技术，例如边缘检测或斑点(blob)检测，以：识别光学扫描中第一模块的周界；对光学扫描中绿色像素的数量进行计数(例如，光学扫描中绿色通道中超过阈值强度或亮度的像素数量)；然后如果绿色像素与图像中像素总数的比率超过阈值比率，则授权第一模块中的植物转移到第二模块(并且在下面描述的块S130中反之亦然)。类似地，系统100可以实现颜色分类器来对光学扫描中的像素代表植物的可能性进行分类，然后对光学扫描中被分类为“可能代表植物”的像素数量进行计数。

系统100可以针对光学扫描中的每个颜色通道实现这些方法和技术，合并每个颜色通道中对应像素的分类，计数复合颜色空间中“可能代表植物”的像素数量，然后，如果被分类为“可能代表植物”的像素计数超过阈值像素计数或超过对应于第一模块的光学扫描中所有像素的阈值比例，则授权机器人操纵器执行一系列转移循环，以将植物移出第一模块并移入第二肥育型模块。因此，系统100可以基于填充因子(即，在第一模块的二维光学扫描中检测到的第一模块上的叶子或叶子覆盖面积的比例)来使容纳在第一模块中的植物“通过”或“失效”，如图1和图2A所示。

类似地，系统100可以在光学扫描中检测第一模块上的光学基准，并且将对于第一模块的模块类型的预先存在的植物槽图与这些光学基准对准，以定位第一模块中每个植物槽的近似中心，从而定位每个植物。对于这样位于光学扫描中的第一模块中的第一植物槽，系统100然后可以：检测从光学扫描中的第一植物槽的近似中心辐射的超过光学扫描中绿色通道中的阈值强度或亮度的绿色像素簇(或“斑点”)；将该绿色像素簇与第一模块中的第一植物槽中的第一植物相关联；基于该绿色像素簇的尺寸和几何形状估计第一植物的尺寸(例如，近似直径)；并对位于第一模块中的每个其他植物槽重复该过程。系统100然后可以授权机器人操纵器将第一模块中的植物转移到第二肥育型模块：如果第一模块中植物的中间或平均尺寸超过阈值尺寸；或者如果第一模块中植物的至少阈值比例超过预设的最小植物尺寸；等等。

在上述实施方式中，其中系统100在块S120中记录第一模块的3D光学扫描，系统100可以：实施类似的方法和技术以在光学扫描中检测第一模块上的光学基准；将对于第一模块的模块类型的预先存在的植物槽图与这些光学基准对齐，以定位第一模块中每个植物槽的近似中心，从而定位每个植物；计算与第一模块中的每个植物杯和/或植物槽(近似地)相交的平面；然后提取位于3D光学扫描中且垂直于该平面的每个植物槽中心上方的表面的峰值高度。系统100可以：将对于每个植物槽的峰值高度值存储为第一模块中相应植物的近似高度；然后如果这些植物的中间或平均高度超过阈值高度，或者如果第一模块中的至少阈值比例的植物超过最小植物高度，则授权第一模块中的这些植物转移到第二模块，等等。

因此，系统100可以：在模块级光学扫描中检测第一模块上的第一光学基准；如上所述，基于第一光学基准和对于第一模块的第一模块类型的已知植物槽布局，估计第一模块中植物槽的第一阵列的位置；检测光学扫描中表示的第一模块中第一组植物的叶子面积；在块S122中，基于在光学扫描中在植物槽的第一阵列的位置上检测到的离散的叶子面积，估计第一组植物中的植物的尺寸；然后如果第一组植物中超过阈值比例的植物显示出超过目标植物尺寸的估计尺寸，则授权第一组植物转移出第一模块并进入肥育型模块。此外，系统100可以：如果第一组植物中小于阈值比例的植物显示出超过目标植物尺寸的估计尺寸，则拒绝从第一模块转移第一组植物；然后分派装载机自主将第一模块返回农业设施内的第一生长位置。

然而，系统100可以实现任何其他方法或技术，以基于在模块级光学扫描中检测到的特征来表征第一模块中的植物的尺寸，并且相应地分别在块S140和S130中使这些植物选择性地通过或失效。

5.3害虫

附加地或替代地，系统100可以从块S120中记录的光学扫描中实施计算机视觉技术来在第一模块中第一组植物内检测害虫或检测害虫压力的指示。特别地，在授权机器人操纵器和第一模块中的植物之间的直接接触之前，系统100可以：在块S120中触发机器人操纵器记录第一模块的2D或3D光学扫描；然后分析该光学扫描以寻找容纳在第一模块中的植物上的害虫或害虫压力的指示；并且授权机器人操纵器仅在第一模块中的植物上没有检测到害虫或害虫压力指示不足的情况下启动一系列转移循环，从而减少机器人操纵器通过直接接触被害虫污染的机会。例如，如果系统100在第一模块中的植物中确实检测到害虫或害虫的指示，则系统100可以：标记第一模块；触发臂远离第一模块移动或者以其他方式禁止机器人操纵器接触第一模块中的植物；并且触发装载机将第一模块移动到设施内的单独隔离区。因此，系统100可以分析光学扫描以寻找第一模块的植物中的害虫或害虫指示，并基于该分析的结果选择性地触发机器人操纵器执行一系列转移循环。

例如，系统100可以扫描光学扫描以在第一模块内的植物上寻找可能指示昆虫(例如，蚂蚁、蚜虫、苍蝇、衣鱼、蛾子或毛虫等)的存在的暗(例如，黑色或棕色)圆形或菱形点。在该示例中，系统100可以维护这样的点的计数器，如果该计数器的最终值保持低于阈值(例如，“5”)，则授权第一模块中的第一组植物转移到第二模块，并且如果该计数器的最终值超过阈值，则使第一模块中的第一组植物失效(例如，标记第一模块用于隔离并且禁止机器人操纵器与这些植物交互)。

在另一个示例中，系统100可以：在块S120中，在一段时间(例如，五秒)内记录第一模块的多次光学扫描；重复上述方法和技术来识别这些光学扫描中的每一个中的暗点；实施目标跟踪技术来检测这些暗点在光学扫描中的运动；如果系统100确定这些点在整个光学扫描的这个序列中移动，则确认这些点代表昆虫；然后相应地使第一模块失效。系统100可以实施类似的方法和技术来检测光学扫描中示出的植物的多叶区域上的寄生虫(例如，恙螨、蜱或螨虫)和/或腹足动物(例如，蛞蝓)。

在另一个示例中，系统100扫描光学扫描以寻找可能指示线虫感染的暗的、脱色的叶子区域。在该示例中，如果系统100在第一模块中检测到任何这种暗的、脱色的叶子区域，计算出第一模块中脱色的叶子面积的比例，或者检测到第一模块中害虫的任何其他足够强的指示，则系统100可以使第一模块失效，并且相应地标记第一模块及其内容用于隔离。系统100可以类似地处理光学扫描以检测第一模块中植物上的霉菌或其他真菌。

因此，在块S122中，系统100可以从模块级光学扫描中提取一组特征，并且基于该一组特征，例如基于如上所述在光学扫描中检测到的一个或更多个特征，计算害虫在第一模块中存在的概率。然后，如果害虫存在的概率超过阈值概率，在块S130中，系统100可以拒绝从第一模块转移第一组植物，并且在块S111中，分派装载机将第一模块自主输送到农业设施内的隔离站。然而，如果害虫存在的概率小于阈值概率，则在块S140中，系统100可以授权第一组植物转移出第一模块，并相应地触发机器人操纵器将植物从第一模块顺序转移到第二模块。

然而，系统100可以实现任何其他方法或技术来直接检测任何其他类型的害虫，或者从包含在第一模块的一个或一系列光学扫描中的颜色数据推断第一模块中植物中的害虫的存在。

5.4叶子颜色

系统100还可以从对应于叶子或其他植物物质的光学扫描的区域提取颜色值，并且如果这些颜色值落在目标范围内，则可以授权第一模块中的第一组植物转移到第二模块(反之亦然)。特别地，叶子颜色可以显示出与植物“健康”的强烈相关性，一旦收获，植物“健康”可以显示出与植物成活力、可销售性、风味和/或价值的强烈相关性。在块S120中记录第一模块的光学扫描之后，系统100因此可以：从光学扫描中提取第一模块中植物的颜色值；根据第一模块中植物的相应颜色值，对其健康状况进行定性或定量；并且如果这些植物的平均健康超过预设的最小健康值或者如果这些植物的至少最小比例超过预设的最小健康值，则授权机器人操纵器启动一系列转移循环，以将这些植物从第一模块转移到第二肥育型模块。

因此，如果第一模块中的植物的视觉特性通常指示第一模块中的植物不健康或者表现出低成活力，则系统100可以让装载机排队以将第一模块移除到丢弃第一模块的内容物的丢弃站(例如，到远程堆肥箱)，而不是浪费机器人操纵器资源来分配在稍后收获时可能不太可能恢复以产生高品质产品的植物。(系统100可替代地触发机器人操纵器从第一模块移除植物并立即丢弃这些植物(例如，到转运站处的本地堆肥箱))。

在一个实施方式中，系统100实施模板匹配或对象识别技术，以在光学扫描中识别叶子，例如基于模板图像或与第一模块中的第一组植物处于相同类型和相似生长阶段的植物的叶子的模型。系统100然后可以将这些叶子周边的浅色(例如，黄色、褐色、棕色)区域与化学灼伤或营养供应不足相关联，然后相应地标记这些植物。如果第一模块中超过阈值数量的植物表现出这种化学灼伤或营养供应不足的迹象；或者如果第一模块中的植物超过阈值叶面积表现出这种化学灼伤或营养供应不足的迹象，系统100然后可以完全拒绝第一模块。

例如，在拒绝第一模块时，系统100可以：触发装载机将第一模块输送到废弃站，用于移除和处置这些植物；然后触发装载机将第一模块输送到修理站，在该修理站处可以检查第一模块的缺陷，并进行修理或在必要时用类似的模块替换。或者，在拒绝第一模块时，系统100可以：针对第一模块中的植物计算调整后的营养混合物，以便在将来防止(preempt)这种化学灼伤或不适当的营养供应；然后将这种调整后的营养混合物分配给第一模块(以及在整个设施的类似生长阶段中包含相同类型植物的其它类似模块)。

另外可选地，在前述示例中，系统100可以：基于在第一模块中的植物中由此检测到的化学灼伤或不适当的营养供应，确定模块发生故障；分派装载机将与第一模块相同类型的第三模块(例如，育苗型模块)输送到转运站；触发机器人操纵器将所有植物(或所有可抢救的植物)从第一模块转移到第三模块；触发装载机将第一模块输送到修理站；并且触发装载机将第二模块输送到设施内的恢复区域，在该区域处这些植物可以例如在较低的光强和较低的温度条件下从这些化学烧伤或营养缺乏中恢复。

在类似的示例中，如果系统100从光学扫描中识别出第一模块中的植物上的热灼伤，则系统100可以：触发装载机将第一模块输送到废弃站，用于移除和处置这些植物；并且在整个设施上或者在设施中第一模块先前所在的选定区域处设置较低增强的或次级光强，以防止设施中其他模块中的植物受到类似的热灼伤。可选地，系统100可以触发装载机将第一模块返回到被分配了较低光强(例如，较低光强的增强光或次级光)的设施区域。再可选地，系统100可以实施下面描述的方法和技术，以触发机器人操纵器将第一育苗型模块中的植物转移到第二肥育型模块，并将第二模块分配到设施内较低光强的生长位置，以使这些被灼伤的植物能够恢复和生长。

因此，如果系统100从光学扫描提取的特征中检测到第一模块中植物的热灼伤、化学灼伤或其他营养缺乏，则系统100可以分派装载机将第一模块输送到：设施中这些植物可能被丢弃的位置；设施中可以根据需要检查和维修第一模块的位置；或者到这些植物可以恢复的设施中的生长位置等等，而不触发机器人操纵器与第一模块中的植物相互作用，以便将机器人操纵器的操作分配给在其他模块之间转移更高成活力的植物。或者，如果系统100在第一模块中的植物中检测到热灼伤、化学灼伤或其他营养缺乏，系统100可以执行下面描述的方法和技术，以触发机器人操纵器将这些植物转移到可以更好地使这些植物恢复的另一模块。

5.5使第一个模块失效

方法S100的块S130记载了，响应于成活力参数下降到低于目标值，拒绝第一模块。通常，在块S130中，如果系统100从光学扫描确定第一模块中的所有或至少阈值比例的植物没有通过一个或更多个预定义的成活力度量，例如：表现出小于阈值尺寸(例如，高度、有效半径)或填充因子，表现出落在预定颜色组或颜色范围之外的叶子颜色，或者表现出超过害虫存在的阈值概率，如上所述，那么，系统100可以将第一模块中整个第一组植物标记为没有准备好进入下一个生长阶段或以其他方式无法成活。例如，如果系统100确定第一模块中的植物尺寸过小但却健康(例如，没有表现出化学灼伤、营养不良或害虫的迹象)，则系统100可以标记第一模块进行延长的生长周期(例如，在其在设施中的指定生长位置增加48小时)，并调用装载机将第一模块返回到设施内的指定生长区域，如图1和图2A所示。然而，如果系统100确定第一模块中的植物表现出过度的化学烧伤或营养不良而无法康复，则系统100可以：标记第一模块中的第一组植物以供处置；并且分派装载机将第一模块输送到设施内的清洁站。类似地，如果系统100确定第一模块中的植物表现出害虫的迹象，则系统100可以：标记第一模块中的第一组植物，用于立即隔离和最终处置；标记第一模块用于卫生处理；并相应地分派装载机将第一模块移动到远离转运站。

5.6授权第一模块

然而，如果系统100确定第一模块中的所有或足够比例的植物通过了所有预定义的成活力度量，例如超过阈值尺寸(例如，高度、有效半径)或填充因子，呈现落在预定义的颜色组或颜色范围内的叶子颜色，和/或呈现小于害虫存在的阈值概率，如上所述，则系统100可以：授权第一模块中的第一组植物(例如，以第一密度的植物槽为特征的育苗型模块)，用于转移到第二模块(例如，以小于第一密度的植物槽的第二密度的植物槽为特征的第二肥育型模块)；然后在块S140中触发机器人操纵器执行一系列转移循环，以将这些植物移出第一模块并进入下一模块，如图2A和图2B所示。具体而言，如果系统100根据从光学扫描提取的特征确定第一模块中所有或至少阈值比例的植物的尺寸大于阈值尺寸，呈现目标颜色范围内的叶子(或果实)颜色，和/或呈现害虫或害虫压力的无迹象或有限迹象，则系统100可以触发机器人操纵器执行一系列转移循环，以将植物从第一模块移动到第二模块(和第三模块，等等)。

5.7植物度量

如下所述，系统100还可以用从光学扫描和/或从植物从第一模块移除后捕获的植物的二次扫描或图像中提取的数据针对第一模块中的每个植物填充数字文件(例如，独立数字文件或数据库)。

此外，系统100可以将从当前光学扫描提取的数据与先前从第一模块中的植物收集的数据进行比较。例如，系统100可以向每个植物的相关联数字文件写入自第一模块的或更具体地植物的最后一次光学扫描以来植物的尺寸或颜色的变化或植物的计算生长率。特别地，系统100可以将从第一模块中的植物的光学扫描中提取的植物相关数据存储到分配给这些植物中的每一个(例如基于每个植物位于第一模块中的植物槽)或者通常第一模块中的第一组植物的数字文件中；系统100可以记录和跟踪整个设施中植物的生长度量，并基于这些数据修改设施内受控照明(例如，自然光和人工二次照明)的强度、整个设施中供应给植物的营养物、设施中生长的植物类型或菌株等。

5.8标记个体植物

在一种变型中，系统100可以实现上述方法和技术，以从模块级光学扫描中识别第一模块中的个体植物，该个体植物相比于第一模块中的其它植物尺寸过小、不健康或者表现出较低的成活力。然后，系统100可以标记这些个体植物，或者触发机器人操纵器丢弃这些标记的植物，或者将这些标记的植物转移到具有其他低成活力植物的另一个较高植物槽密度模块中。

在一个示例中，系统100对在第一模块的模块级光学扫描中检测到的每个植物实施最小阈值尺寸检查和最小阈值“健康”检查(例如，作为叶子颜色和害虫存在指示的函数)。系统100然后可以标记未通过最小阈值尺寸检查和最小阈值“健康”检查中任一个的每个植物。在该示例中，系统100还可以从第一模块的模块类型中实现最小植物产量(例如，60％)，以使第一模块作为整体选择性地通过或失效。例如，如果第一模块中通过最小阈值尺寸检查和最小阈值“健康”检查二者的植物总数或比例超过最小植物产量，系统100可以：授权机器人操纵器将植物转移出第一模块；并且触发机器人操纵器选择性地丢弃或转移某些植物(从第一模块移除)，这些植物不满足最小阈值尺寸检查或最小阈值“健康”检查。然而，如果通过最小阈值尺寸检查和最小阈值“健康”检查二者的第一模块中植物的总数或比例小于最小植物产量，则系统100可使第一模块失效，并且：如果这些植物普遍太小，则分派装载机将第一模块返回到其在设施内的指定生长位置；或者如果这些植物普遍不健康，则分派装载机将第一模块输送到设施内的植物处理和清洁站。

在另一个示例中，系统100可以实现对于第一模块的模块类型的最大目标产量，例如育苗型模块的94％产量的最大目标产量(例如，48个总植物槽中的45个)。在该示例中，当包含48个植物的第一育苗型模块位于转运站时，系统100可以：识别在块S120中记录的模块级光学扫描中检测到的三个最小和/或最不健康的植物；并标记这三个植物，以便在随后的转移周期中由机器人操纵器处置。

在类似的示例中，育苗型模块可以包括50个植物槽，肥育型模块可以包括12个植物槽。为了将植物从第一育苗型模块分配到四个肥育型模块，系统100可以：从块S120中记录的第一模块的光学扫描中识别第一模块中的两个最低质量的植物；标记这两个植物进行剔除；将植物从第一模块顺序转移到肥育型的第二、第三、第四和第五模块；并且在转移循环期间到达这两个植物时，选择性地丢弃这两个标记的植物(例如，进入堆肥箱)。

在前述示例中，系统因此可以：在模块级光学扫描中区分第一模块中的第一组植物中的每个植物；基于从模块级光学扫描提取的特征表征第一模块中每个植物的成活力；访问第一模块的第一模块类型的目标产量；定义在第一模块中的植物的第一子集中表现出最大成活力的植物的第一子集；并且在超过目标产量的情况下，在块S122中定义在第一组植物中表现出最低成活力的植物的第二子集。响应于到达第一模块中植物的第一子集中的植物，机器人操纵器然后可以在块S140中将植物转移到第二模块中植物槽的第二阵列中的下一植物槽；然而，响应于接合第一模块中植物的第二子集中的低成活力植物，机器人操纵器可以将该植物转移到废弃容器或其他次级模块。

因此，当第一模块被输送到转运站时，系统100可以可编程地从第一模块中丢弃目标数量的最低成活力植物，从而：在育苗和肥育阶段期间提高平均植物品质；提高这些高品质植物在整个设施的分布效率；和/或随着时间的推移从设施中根除低品质植物的菌株。

5.9装载机的模块级光学扫描

如上所述，在装载机被配置为在接合模块之前在模块上导航的一种变型中，装载机可以包括类似的光学传感器，例如2D彩色照相机、3D立体照相机或多光谱照相机，其面朝下朝向地板，并且一旦装载机在模块上导航到位，其限定包括下面模块的宽度和长度的视场。在该变型中，系统100可以将装载机分派给第一模块；一旦装载机导航到第一模块上方的位置并且接合(例如，锁在或提升)第一模块，装载机可以触发光学传感器来记录光学扫描。

然后，系统100可以在分派装载机将第一模块输送到转运站之前如上所述的处理该光学传感器。特别地，在该变型中，系统100可以在将第一模块释放到转运站之前检查第一模块中的植物的害虫和/或害虫存在的指示，因此进一步隔离机器人操纵器和转运站以免受害虫的可能污染。类似地，系统100可以：检查第一模块中的植物的尺寸和品质，如上所述，并且只有当这些植物具有足够的尺寸和品质时，才分派装载机将第一模块输送到转运站，从而提高装载机和转运站的效率。此外，如果系统100在第一模块中检测到尺寸过小的植物，系统100可以提示装载机将第一模块输送到设施中的高产量生长位置(例如，具有更多自然光的位置)；如果系统100检测到第一模块中的低健康植物，系统100可以提示装载机将第一模块输送到回收区域，在那里这些植物从第一模块中移除并堆肥；并且如果系统100检测到第一模块中的害虫，系统100可以提示装载机将第一模块输送到设施的单独隔离区域，等等，而不是将第一模块输送到转运站。

因此，在该变型中，系统100可以：响应于装载机到达第一生长位置处的第一模块上，经由集成到装载机中的光学传感器记录第一模块的模块级光学扫描；如上所述，从该模块级光学扫描中提取第一模块中的一组植物的成活力参数(例如，表示尺寸、形状、颜色和/或害虫指示)；然后，当(并且仅当)第一模块中的第一组植物的成活力参数落在预设的目标范围内时，则提示装载机自主地将第一模块输送到转运站。否则，系统100可以分派装载机扫描设施中另一模块中的植物。

然而，系统100可以在块S120中以任何其他方式记录第一模块的光学扫描，并且在块S122中从该光学扫描中以任何其他方式提取对第一模块中植物的成活力(例如，品质和健康)的其他度量或其他洞察。

6.转移设置和模块配准

如上所述，在将第一模块输送到转运站时，系统100可以：记录第一模块的模块级光学扫描，例如通过集成到机器人操纵器中的光学传感器；在光学扫描中检测布置在第一模块中的一个或更多个光学基准；并将对于第一模块的模块类型的预先存在的植物槽图(或“布局”)与这些光学基准对准，以便定位第一模块中每个植物槽的近似中心，从而定位每个植物，如图2A所示。特别地，系统100可以：在模块级光学扫描中检测第一模块上的第一光学基准；基于第一光学基准和对于第一模块的第一模块类型的已知植物槽布局，估计第一模块中植物槽的第一阵列的位置；然后自主导航机器人操纵器以顺序接合第一模块中这些植物槽中的植物。

类似地，当装载机将第二模块输送到转运站处的第二模块对接位置时，系统100可以：自主驱动末端执行器到第二模块对接位置上方的第二扫描位置，以在光学传感器的视场中定位第二模块；触发机器人操纵器中的光学传感器来记录第二模块的第二模块级光学扫描；在第二模块级光学扫描中(或者在光学传感器的视场中)检测第二模块上的第二光学基准；并且类似地基于第二光学基准和对于第二模块的第二模块类型的已知植物槽布局来估计第二模块中植物槽的第二阵列的位置。具体而言，在转运站处输送肥育型的空模块(例如，“第二模块”)时，系统100可以实现上述方法和技术，以：记录第二模块的第二光学扫描；识别第二模块上的基准；基于第二光学扫描中光学基准的位置和方向将对于第二模块类型的植物槽图投影到第二光学扫描上，以定位第二模块中的植物槽；然后设置用于将植物从第一模块转移到第二模块的填充次序或填充顺序。例如，系统100可以：将最靠近机器人操纵器的第一模块中的第一植物槽与更远离机器人操纵器的第二模块中的最后一个植物槽配对；将邻近第一植物槽的第一模块中的第二植物槽与邻近第二模块中的最后一个槽的倒数第二个植物槽配对；…并将第一模块中离机器人操纵器最远的最后一个植物槽与第二模块中离机器人操纵器最近的第一个植物槽配对。

通常，机器人操纵器沿着从第一模块的一端到第一模块的相对端的一排植物槽从最靠近机器人操纵器的一排植物槽到最远离机器人操纵器的一排植物槽依次取回植物。类似地，机器人操纵器可以将植物依次放置到第二模块中，例如从第二模块的远端到第二模块的近端，从离机器人操纵器最远的一排植物槽到离机器人操纵器最近的一排植物槽。因此，一旦第二模块被放置(并锁定在适当位置)在转运站处，机器人操纵器可以：扫描第二模块，如上所述；在光学扫描中识别第二模块上的基准和/或开放植物槽；并且模块将对应于第二模块类型的预定义装载路径映射到第二模块上的这些基准和/或植物槽上。例如，机器人操纵器(例如，耦合到或集成到机器人操纵器或系统100内的其他计算设备的控制模块)可以实施计算机视觉技术(例如，边缘检测、对象识别、模式识别、光学字符识别、模板匹配等)，以识别第二模块中在水培托盘上方图案化的光学基准和/或直接识别这些水培托盘中的植物槽，如图1所示。在该示例中，模块图可以相对于肥育型模块上的光学基准和/或植物槽图案指定起始植物槽、植物槽的起始排、对于植物槽中的多排植物的填充方向或植物槽填充计划表等。机器人操纵器(或系统100内的其他计算机设备)然后可以将模块图与在第二模块上识别的基准或植物槽对准，然后根据模块图实现植物槽填充计划表或其他填充定义，以设置用于填充第二模块的顺序，并识别要用从第一模块转移的植物填充的第一植物槽。

可选地，机器人操纵器(或系统100内的其他计算设备)可以将预加载的植物槽填充规则应用于光学基准、植物槽和/或在第二模块的光学扫描中检测到的植物槽中的多排植物，然后识别第二模块中的第一植物槽以填充从第一模块转移的植物，并相应地设置用于填充第二模块的顺序。然而，系统100可以实现任何其他方法或技术来识别植物槽并为第二模块中的植物槽设置填充顺序。

7.第一个转移周期

方法S100的块S140记载了，响应于成活力参数超过目标值，将机器人操纵器末端处的末端执行器侧向朝向第一植物导航；方法S100的块S140记载了从第一植物槽垂直导航末端执行器以从第一植物槽提取第一植物。通常，在块S140中，机器人操纵器(视觉上)定位要从第一模块移除的第一植物，然后执行机器人操纵器路径以将机器人操纵器的末端执行器导航到水平邻近第一植物的位置，然后与第一植物接触，并且然后垂直向上以从第一植物槽移除第一植物。

7.1植物取回路径

在一种实施方式中，系统100(例如，机器人操纵器)可以：实现计算机视觉技术，以检测机器人操纵器上的光学传感器的视场中的一个或更多个光学基准(例如，如上所述，在块S120中记录的模块级光学扫描中)；将机器人操纵器上的末端执行器的全局运动配准到第一模块上的这些光学基准；并且例如基于对于第一模块的第一模块类型的预定义植物转移顺序，定义用于从第一模块中的植物槽中顺序移除植物的顺序，如图2A和图2B所示。

例如，系统100可以访问通用植物取回路径，该路径定义了一系列路线点，这些路线点在空间上以通用植物槽的中心为参考，并且可由机器人操纵器执行以将末端执行器导向通用植物槽处的通用植物，以在接合位置处将末端执行器接合到通用植物，并且将末端执行器从通用植物槽中缩回。一旦系统100确定了第一模块中植物槽的位置(例如，中心)，系统100可以定义用于从第一模块移除植物的顺序，包括：从最靠近机器人操纵器的第一排植物槽到更远离机器人操纵器的最后一排植物槽沿着机器人操纵器从左到右逐排。系统100然后可以：根据植物移除顺序，相对于第一模块中植物槽的第一阵列中的第一植物槽的第一位置定位植物取回路径，以在空间上参考第一槽并因此参考第一模块中的第一植物才定义第一植物取回路径；并且对第一模块中的每个其它植物槽重复该过程，以生成有序的一组植物取回路径，每个路径在空间上参考第一模块中的一个相应槽，并因此参考一个相应的植物。

系统100然后可以沿着第一植物取回路径(例如，沿着由第一植物取回路径相对于第一槽限定的每个路线点)自主驱动机器人操纵器上的末端执行器，以接合位于第一植物槽中的第一植物。例如，当执行第一植物取回路径时，机器人操纵器可以：沿着在第一模块上方垂直偏移的路径导航末端执行器，该偏移的高度大于在第一模块中植物生长阶段植物的最大预期高度；将末端执行器定位在第一模块中的第一植物槽上方并与其横向偏移；然后朝着第一模块向下降低末端执行器。(或者，机器人操纵器可以从第一模块的边界之外水平朝向第一植物槽导航末端执行器，以避免与第一模块中的植物碰撞。)一旦末端执行器到达第一模块上方的预设高度，例如参考第一模块上的光学基准的高度或者设施地板上方的预设全局高度，并且基于设施中模块的已知高度，则在块S140中，系统100可以驱动末端执行器侧向朝向第一槽，以将末端执行器抵靠当前支撑第一槽中的第一植物的第一杯来接合。例如，在块S140中，机器人操纵器可以将末端执行器向前导航预设距离，以接合机器人操纵器中的第一杯或样本应变仪，从而确定机器人操纵器何时已经与第一杯接触，然后相应地停止末端执行器的横向运动。

一旦在块S140中末端执行器已经接合第一杯，机器人操纵器可以根据块S140中的第一植物取回路径从第一模块垂直向上导航末端执行器，以便从第一植物槽中完全取回第一植物及其根部，如图1所示。例如，在第一模块中植物的当前生长阶段，机器人操纵器可以将末端执行器从第一植物槽垂直向上拉动超过这种类型植物的根部的最大预期长度的距离。或者，机器人操纵器：可以分析由集成到末端执行器中的光学传感器记录的或者由布置在附近(例如，机器人操纵器的基座中)的静态光学传感器记录的图像，以便一旦第一植物从第一植物槽中取出，就识别延伸到第一植物下方的根；并且可以在将末端执行器侧向朝向附近的第二模块移动之前确认这些根部已经从第一植物槽中完全移除。

然而，系统100(例如，机器人操纵器)可以实施任何其他方法或技术来计算末端执行器从第一模块中的第一槽接合和移除第一植物的路径，并且在块S140中执行该路径。

7.2通过机器人操纵器进行植物特定光学扫描

在图2A和图2B所示的一种变型中，系统100还：当机器人操纵器导航末端执行器与第一植物接触时，收集第一植物的植物级光学数据；然后从这些植物级光学数据中提取对于第一植物的植物特定度量。系统100然后可以基于这些植物级光学度量来确定是剔除第一植物还是将第一植物转移到第二模块中。

在一个实施方式中，通用植物取回路径定义了一系列路线点，当由机器人操纵器执行时，该通用植物取回路径围绕(例如环绕)通用植物槽导航机器人操纵器中(例如末端执行器中)的光学传感器，使得通用植物槽中的通用植物的多个侧面在末端操纵器接近并最终接合通用植物时落入光学传感器的视场内。因此，如上所述，通过将通用植物取回路径投影到第一模块中的第一植物槽的估计位置上以限定第一植物取回路径，系统100可以计算一系列路线点，当由机器人操纵器执行时，该系统围绕第一植物槽导航机器人操纵器中的光学传感器，使得当末端执行器接近并最终接合第一植物时，第一植物槽中的第一植物的多个侧面落入光学传感器的视场内。

在整个第一植物取回路径中，系统100还可以经由机器人操纵器中的光学传感器记录第一植物的多个图像，例如当末端执行器到达参考第一植物槽的该一系列路线点中的每个路线点时。例如，系统100可以：如上所述，在块S120中，当机器人操作器占据第一模块的第一扫描位置时，通过集成在机器人操作器中的光学传感器记录模块级光学扫描；实施上述方法和技术，以在块S122中处理模块级光学扫描，并将通用植物取回路径投影到第一模块中第一植物槽的估计位置上；在块S140中，自主地将末端执行器从其在第一扫描位置处的当前位置驱动到第一植物取回路径中的一系列路线点中的每个路线点，以将末端执行器接合到第一植物；并且在块S160中，在机器人操纵器执行一系列路线点期间，经由光学传感器记录第一植物的一组图像。

然后，在块S162中，系统100可以从第一植物的第一组图像中提取第一植物的第一成活力参数。例如，系统100可以：将第一植物的一组图像编译成第一植物的3-D表示；并且在块S162，实施与上述方法和技术类似的方法和技术来提取第一植物的该3-D表示中的第一植物的第一成活力参数，例如表示尺寸、颜色、叶子密度和/或害虫存在的指示等。

在该变型中，系统100还可以：如果从第一植物的表示中提取的第一成活力参数未超过阈值，则在块S130中拒绝将第一植物放到第二模块中(例如，如上所述，丢弃第一植物或将第一植物放置在备用模块中)；或者如果第一植物的第一成活力参数确实超过该阈值，则在块S170中确认植物的成活力并将第一植物插入第二模块中的植物槽的第二阵列中的植物槽中。因此，在该变型中，当机器人操纵器接近第一植物时，系统100可以收集第一植物的附加的植物特定的、更高分辨率的光学数据，从这些附加的植物特定光学数据中提取该第一植物的成活力，然后在块S170中相应地选择性地转移或剔除第一植物。

在该变型中，如上所述，系统100还可以将这些附加的植物特定光学数据(例如，第一植物的3-D图像或原始图像)存储在与第一植物相关联的数据库或其他数字文件中。

7.3由光学检查站进行的植物特定光学扫描

在图4所示的类似变型中，如上所述，一旦机器人操纵器从第一模块中的第一植物槽取回第一植物，系统100可以触发机器人操纵器将第一植物存放到布置在转运站上的光学检查站中。在块S160中，光学检查站可以基本上包围第一植物，始终照亮第一植物，并因此记录第一植物的高分辨率、可重复的植物特定光学扫描(例如，3-D彩色图像)。系统100可以实施上述方法和技术以从该植物特定光学扫描来提取第一植物的成活力参数(例如，基于第一植物的几何形状、颜色、叶子密度等)，并在块S162中相应地选择性授权第一植物转移或标记第一植物。

例如：机器人操纵器可以从第一模块中的植物槽的第一阵列中的第一植物槽取回第一植物，并将第一植物插入布置在转运站处的光学检查站；光学检查站然后可以记录第一植物的3-D图像；系统100可以将第一植物的3-D图像存储在与第一植物相关联的数据库中，并且从该3-D图像中提取第一植物的成活力度量；机器人操纵器然后可以从光学检查站取回第一植物，并将第一植物转移到第二模块中的最后一个植物槽中，其在植物槽的第二阵列中。

然而，在块S160中，系统100可以实现任何其他方法或技术来收集第一植物的植物特定光学数据，并且在块S162中从这些植物特定光学数据中提取特定于第一植物的相关度量。

7.4重量

方法S100的另一种变型包括：块S150，其记载了测量第一植物的第一重量；以及块S172，其记载了响应于第一植物的第一重量下降到阈值重量以下，丢弃第一植物。通常，机器人操纵器在块S150中测量第一植物的重量(或质量)，在块S172中如果第一植物的重量小于预设阈值重量(或质量)则标记第一植物要被丢弃，并且如果第一植物的重量超过预设阈值重量(或质量)，则清除第一植物以转移到第二模块中用于植物生长的下一阶段。

在图1所示的一种实施方式中，机器人操纵器包括一组(例如，三个)应变仪，该应变仪设置在三个垂直轴上，并插入到机器人操纵器的末端执行器和相邻臂段之间(或者在末端执行器和从末端执行器延伸的钳口之间)。在块S140中接合第一植物之前，机器人操纵器可以暂停其运动，对一组应变仪进行采样，并将从应变仪读取的值存储为皮重值，从而校准一组应变仪以随后测量第一植物的重量。一旦在块S140中第一植物被末端执行器接合并且在块S140中从第一植物槽完全移除，机器人操纵器就可以再次对一组应变仪进行采样，并且基于从应变仪读取的这些新值和在取回第一植物之前记录的皮重值之间的差异来计算第一植物的重量。

在该实施方式中，在块S140中从第一槽移除第一植物之后，机器人操纵器可以立即读取应变仪，并根据这些数据相应地计算第一植物的重量。系统100还可以将该重量值乘以静态湿度系数或基于时间的湿度系数(例如，小于1.0的系数，以及第一模块中第一植物槽的位置和自通过第一模块的水循环停止以来已经过去的时间量的函数)，以校正第一植物根部的湿度或含水量的计算重量。附加地或替代地，一旦在块S140中第一植物从第一植物槽中移除，机器人操纵器可以：快速振动末端执行器，以将水从第一植物的根部摇动到下方的收集罐中；启动邻近第一植物的鼓风机，以将水从第一植物的根部(并远离第一模块)吹出，例如向下或侧向进入收集罐中；或者在对机器人操作器中的应变仪取样之前，当水分从第一植物的根部滴落时，暂停其与第一植物在收集罐上的运动。

然而，机器人操纵器可以包括布置在任何其他位置并且被配置成输出代表第一植物的重量的信号的任何其他类型的传感器。机器人操纵器还可以实施任何其他方法或技术，以在取回第一植物之前校准传感器，并将从传感器读取的信号解释为第一植物的重量(或质量)。

如图1所示，系统100然后可以将第一植物的重量与在该生长阶段处分配给该类型植物的预设阈值重量(或代表值)进行比较。如果第一植物的重量小于该预设阈值重量，机器人操纵器可以实施下面描述的方法和技术，以将第一植物放置在育苗型的第三模块中的下一个开放植物槽中。然后，系统100可以根据第一植物的重量(和放置在第三模块中的其他植物的重量)和预设阈值重量之间的幅度差将延长的生长期(例如，48小时)分配给第三模块。一旦第一模块被清空或者一旦第三模块填充了来自第一和其他模块的重量不足的植物，系统100可以分派装载机将第三模块返回到设施内指定的种植区域，从而为第一植物提供成熟到适于转移到肥育型模块中的尺寸的机会，其中该第一植物可以小于第一模块中的大多数其他植物。可选地，如果第一植物的重量小于预设阈值重量，则在块S172中，机器人操纵器可以将第一植物分配到附近的松散废弃罐中。

因此，在块S140中，机器人操纵器可以从第一模块中的植物槽的第一阵列中的第一植物槽取回第一植物；振动第一植物以排出第一植物根部的水分；在块S150中，经由联接到机器人操纵器的重量传感器(例如，布置在末端执行器中的应变仪)记录第一植物的第一重量；在块S172中，如果第一植物的第一重量未能达到阈值重量，则拒绝将第一植物放到第二模块；并且在块S170中，如果第一植物的第一重量超过阈值重量，则将第一植物插入第二模块中的植物槽中。

然而，如果第一植物的重量超过预设阈值重量，系统100可以授权第一植物转移到第二模块中。

7.5根部对准

在一种变型中，在将第一植物放入第二模块中(或第三模块中)的下一个开放植物槽之前，机器人操纵器可以使第一植物的根部挺直(straighten)或对准。例如，机器人操纵器可以沿着垂直轴振动末端执行器，以便将第一植物的根部摆动成垂直对准。在另一个示例中，机器人操纵器可以将第一植物的根部导航到机电根部对准机构中，并且激活机电根部对准机构以拉直第一植物的根部。在这个示例中，机电根部对准机构可以包括垂直分裂圆柱体，该圆柱体被配置成围绕植物根部闭合以使其根部挺直，然后打开以释放第一植物。然而，机器人操纵器可以实现任何其他技术或与任何其他设备接口连接，以在转移(或“填塞”)到第二(或第三)模块中指定的植物槽之前使第一植物的根部挺直。

7.6植物槽填充

方法S100的块S170记载了，响应于第一成活力参数超过目标值，将第一植物转移到第二模块中植物槽的第二阵列中的最后一个植物槽中。通常，在块S170中，系统100可以自主地在第二模块中的植物槽的第二阵列中的最后一个植物槽上导航末端执行器，从而导航第一植物，然后朝向第二模块降低末端执行器，以将第一植物插入第二模块中的最后一个植物槽中，如图1、图2A和图4所示。

在一个实施方式中，系统100实现类似于上述的方法和技术，以便：记录第二模块的第二模块级光学扫描；将对于第二模块的模块类型的预先存在的植物槽图投影到在第二模块级光学扫描中检测到的一个或更多个光学基准上，以定位第二模块中每个(空的)植物槽的近似中心(或者在第二模块级光学扫描中直接检测第二模块中的空植物槽)；访问用于将植物插入第二模块的第二模块类型的植物存放顺序；访问通用植物存放路径，该路径定义了一系列路线点，这些路线点在空间上参考通用植物槽的中心，并且可由机器人操纵器执行，以朝向通用植物槽导航末端执行器，将末端执行器中的通用植物插入通用植物槽中，使末端执行器与通用植物脱离，并且将末端执行器从通用植物槽缩回；根据植物存放顺序，相对于第二模块中植物槽的第二阵列中的最后植物槽的最后位置来定位植物存放路径，以限定空间上参考第二模块中的最后一个槽的第一植物存放路径；并且对第二模块中的每个其它植物槽重复该过程，以生成有序的一组植物存放路径，每个路径在空间上参考第二模块中的一个相应槽。

因此，系统100可以相对于第二模块中植物槽的第二阵列中的最后植物槽的最后位置来定位植物存放路径，以限定第一植物存放路径。在执行第一植物取回路径以接合第一植物之后，并且如果确认第一植物已经通过了上述每个成活力检查(并且一旦第一植物的根部已经挺直，如上所述)，机器人操纵器可以沿着第一植物存放路径自主驱动机器人操纵器上的末端执行器，以将第一植物插入第二模块中的最后一个植物槽中。

例如，当执行第一植物存放路径时(例如，从第一植物取回路径的终点、称重位置或根部对准位置)，机器人操纵器可以将第一植物保持在竖直方向，并且在第二模块上方竖直偏移与在相同生长阶段处从相同类型的植物向下延伸的根部的最大预期长度相关(例如，大于)的距离。如图1所示，在块S170中，一旦第一植物被垂直布置在第二模块中的指定植物槽上方并与其基本同轴，机器人操纵器就可以降低末端执行器，以将第一植物插入第二模块中的最后一个植物槽中。一旦保持第一植物的植物杯进入第二模块中的最后一个植物槽足够的距离(例如，植物杯的插入高度的至少60％)，则一旦末端执行器达到第二模块上方的目标高度，或者一旦末端执行器达到基于设施中模块的已知高度在设施地板上方的预设全局高度，机器人操纵器可以水平缩回末端执行器远离第一植物，例如超过在同一生长阶段处同一类型植物的最大预期半径的距离，从而使末端执行器与植物杯脱离，并将第一植物释放到第二模块中。(可选地，机器人操纵器可以在将第一植物从第一模块移除之前，根据由末端执行器中的照相机记录的第一植物顶部的第三摄影图像来估计第一植物的半径，并且在放置到第二模块中的植物槽中之后且在执行返回到第一模块的垂直路径以取回下一植物之前，将末端执行器从第一植物缩回至少该距离)。机器人操纵器然后可以水平地和/或垂直地将末端执行器移回第一模块，以从第一模块取回下一个植物。

然而，在块S170中，系统100可以实现任何其他方法或技术，以将第一植物存放到其在第二模块中分配的植物槽中。

7.7植物丢弃

然而，如果第一植物未能满足一个或更多个成活力检查(例如，基于模块级或植物特定光学扫描的尺寸、颜色、重量或害虫存在检查)，系统100可以标记第一植物，如图1和图2A所示。如果系统100因此标记第一植物，则系统100可以触发机器人操纵器将第一植物存放在位于转运站处的堆肥箱或丢弃箱中，如块S172所示。可选地，系统100可以实现上述方法和技术，以分派装载机将基本上类似于第一模块的第四模块(例如，以类似于第一模块的植物槽密度为特征)输送到转运站，例如邻近第一和第二模块；如果系统100因此标记第一植物，系统100因此可以触发机器人操纵器将第一植物插入第四模块中植物槽阵列中的下一个可用植物槽中。在该示例中，系统100可以：一旦第四模块(充分地)充满植物，就分派装载机将第四模块输送到设施中的生长位置；并且稍后在第四模块中的植物预计满足这些成活力检查的未来时间处重复上述过程，以将第四模块调用回转运站并且将植物转移出第四模块。

7.8固定的(canned)转移循环

方法S100的块S144记载了将末端执行器横向导航到一组植物中的第二植物，该第二植物布置在与第一植物槽相邻的植物槽的第一阵列中的第二植物槽中。通常，一旦系统100将第一植物从第一模块转移到第二模块中的下一个开放植物槽中(或者在第三模块中或者在松散的丢弃桶中)，系统100可以重复上述方法和技术，以通过执行如上述在块S144中计算的第二植物取回路径和相应的植物存放路径，根据对于第一和第二模块的移除和存放顺序将第二植物从第一模块中的第二植物槽转移到第二模块中的倒数第二个植物槽，如图1、图2A和图2B所示。系统100可以对第一模块中的每个后续植物重复该过程，直到第一模块为空。例如，机器人操纵器可以沿着最靠近机器人操纵器的第一排植物槽从第一模块的第一端到第一模块的第二端、然后沿着与机器人操纵器相对的第一排相邻的第二排植物槽从第一模块的第一端到第一模块的第二端等等、直到第一模块为空来依次取回植物。

在上述示例中，其中系统100将通用植物取回路径与第一模块中的第一植物槽对准并将通用植物存放路径与第二模块中的最后一个植物槽对准，一旦第一植物被移动到第二模块，系统100可以重复该过程，以准备将第二植物转移出第一模块。特别地，一旦机器人操纵器将第一植物移动到第二模块中的最后一个植物槽，系统100可以：在第一模块中的植物槽的第一阵列中相对于第二植物槽的第二位置定位通用植物取回路径，该第二植物槽邻近第一植物槽并且通过移除第一植物而暴露给机器人操纵器，以限定第二植物取回路径；相对于第二模块中的植物槽的第二阵列中倒数第二个植物槽的倒数第二个位置定位通用植物存放路径，以限定第二植物存放路径；沿着第二植物取回路径自主驱动机器人操纵器上的末端执行器，以接合位于第二植物槽中的第二植物；在执行第二植物取回路径以将末端执行器接合到第二植物之后，沿着第二植物存放路径自主驱动机器人操纵器上的末端执行器，以将第二植物插入到第二模块中倒数第二个植物槽中；然后重复该过程，直到第一模块中没有植物或者直到第二模块中充满植物。

8.第二模块分派

在图2A所示的一种变型中，如果第一模块还没有空，但是第二模块接近满容量，系统100可以分派装载机将肥育型的第三模块输送到转运站，然后一旦第二模块满了，触发机器人操纵器将第一模块中剩余的植物转移到第三模块中的植物槽中。通常，如上所述，因为育苗型模块展现出比肥育型的第二模块更高密度的植物槽，所以当第一模块被卸载时，系统可以触发装载机顺序地将肥育型的多个模块输送到转运站，并且机器人操纵器可以将植物从第一类型的第一模块分配到肥育型的多个模块中，直到第一模块是空的。

在一个实施方式中，当第二模块接近满容量时，系统100可以调用装载机：例如从设施中的收获站或清洁站取回肥育型的第三空模块；用第三空模块交换第二满模块；并且将第二模块返回到设施内的指定位置，例如设施内的肥育区域。在该实施方式中，一旦第三模块被放置(并锁定在适当位置)在转运站处，机器人操纵器可以：扫描第三模块；在第三模块的该光学扫描图像中识别第三模块上的基准和/或开放植物槽；将预定装载路径映射到第三模块的光学扫描上；并且识别第三模块中的第一植物槽，该第一植物槽被预定义的装载路径指定为起始点，例如如上所述。机器人操纵器然后可以根据上述方法和技术恢复固定的转移循环，以将第一模块中的植物顺序转移(顺序地从当前植物槽到第一模块中的最后一个植物槽)到第三模块中(顺序地从最后一个植物槽到第三模块中的第一植物槽)。

因此，响应于用第一模块中植物的第一子集中的植物填充第二模块中植物槽的第二阵列中的每个植物槽，系统100可以分派装载机将第二模块从转运站自主输送到农业设施内的第二生长位置。此外，响应于将第一组植物中的最后一个植物转移出第一模块，系统100可以：分派装载机将第一模块自主地输送到农业设施内的清洁站，以准备用新的一组植物(例如萌芽)重新装载第一模块。

系统100还可以实现定时器，以选择性地触发第一模块从其分配的生长位置取回，用于将第一组植物转移到以较低密度的植物槽为特征的第二模块。例如，系统100可以：响应于将第一组植物在早抽穗或“幼苗”生长阶段放置到第一模块中，分派装载机在第一时间处自主地将第一模块输送到第一生长位置；然后分派装载机在第一时间之后相差预定的中间抽穗生长期(例如，四周)的第二时间处自主地将第一模块从第一生长位置输送到转运站，使得第一模块中的第一组植物在输送到转运站时(大约)处于中间抽穗生长阶段。系统100然后可以实现前述方法和技术，以将这些中间抽穗生长阶段植物的第一子集从第一模块转移到第二模块。此外，系统100可以分派装载机在第三时间处从设施中的第二生长位置自主取回第二模块，第三时间在第二时间之后相差预定的成熟抽穗生长期(例如，四周)，使得第二模块中的植物的第一子集在输送到转运站时(大约)处于成熟抽穗生长阶段。然后，系统100可以实施前述方法和技术，以将现在已经成熟的植物的第一子集转移出第二模块，并将这些植物放置在箱中或输送机上等等，以用于准备修整、包装和将这些植物运输出设施。

9.模块预调度

在另一种变型中，系统100调用装载机将模块输送到转运站，触发机器人操纵器扫描这些模块，并从这些扫描中提取植物尺寸、品质和/或害虫压力数据，例如在转运站的高带宽/低需求时段期间。具体而言，系统100可以在转运站处的机器人操纵器正经历低负载时实施该过程，以便对包含准备转运到下一类型模块的植物的模块进行排序或优先化，和/或更快速地检测害虫(例如，在植物被装载到模块中和然后从模块中移除之间的不到两周的时间内)。例如，由于阳光曝晒量不同，整个设施不同位置中的模块中的植物可能以不同的速度生长；因此，系统100可以定期检查整个设施中模块中植物的生长，并相应地对这些模块中的多组植物进行排序，以便转移到接下来的类型的模块，从而在较低带宽/较高需求时段的期间在转运站处实现更高的转移效率(例如，每单位时间转移的植物)。

在一个实施方式中，系统100实施上述方法和技术，以分派装载机顺序地将对应于特定生长阶段的一组模块输送至转运站，例如包含该特定生长阶段中最老的一组植物并标记为即将转运(例如，在随后的24或48小时内)的一组模块。对于该组中的每个模块，系统100可以：触发机器人操纵器扫描模块；根据该光学扫描计算表示模块中植物特性的定量值，例如表示平均颜色值、总填充因子、平均尺寸或平均形状等的定量值；将定量值与模块的标识符一起存储在数据库中；然后触发装载机将(基本不变的)模块返回到其在设施内的先前位置。一旦该一组模块中的每个模块因此被扫描并且其内容由定量值表示，系统100就可以通过其定量值对该组中的模块进行排序，例如通过对具有最大填充因子、绿色通道中最大颜色强度和/或最大植物尺寸的模块进行优先排序等。(系统100还可以设置目标转移时间和日期，或者根据这些模块的定量值调整对于它们的转移时间表)。

在该一组模块中的植物被安排转移到后期模块或打包分发的转移周期期间，系统100可以按优先级顺序来顺序调用该组中的模块。一旦该组中的模块被输送到转运站，系统100可以实现上述方法和技术来：重新扫描该模块；确认模块中从光学扫描中提取的植物的光学参数满足各种预设参数；从模块中顺序地移除植物；检查每个移除的植物是否通过重量检查；然后将植物从该模块转移到后期模块或包装中。系统100可以按照排序或优先级对该组中的每个模块重复该过程直到该模块中少于阈值比例(例如，80％)的植物通过光学检查和/或重量检查，此时系统100对于该组中剩余模块可以停止调用装载机，并标记这些剩余模块以便在稍后的日期转移。例如，系统100然后可以将这些剩余模块插入到下一组模块中，并在随后的一天重复上述方法和技术来测试下一组模块。

因此，在装载机和机器人操纵器具有多余带宽的时段期间，系统100可以：调用装载机将模块输送到机器人操纵器进行扫描；基于这些模块的光学扫描，量化或界定这些模块中每一个模块中植物的生长状态；然后相应地设定从这些模块转移或收获植物的时间表。在这些模块中的植物准备好被装载机转移和/或机器人操纵器具有较少的用于移动和扫描模块的带宽的随后时段期间，系统100可以按时间表的顺序调用这些模块，使得最高优先级的模块(例如，最可能包含最大植物、最完全生长的植物和/或最准备好转移的植物的模块)首先被移动到机器人操纵器，从而在机器人操纵器处产生更大的光学扫描和转移循环效率。

本文描述的系统100s和方法可以至少部分地被体现为和/或实施为被配置以接收存储计算机可读指令的计算机可读介质的机器。指令可以通过与应用、小应用程序、主机、服务器、网络、网站、通信服务、通信接口、用户计算机或移动设备的硬件/固件/软件元件、腕表、智能电话或其任何适当的组合而集成的计算机可执行部件来执行。实施例的其它系统和方法可以至少部分地被体现和/或被实现为被配置成接收存储了计算机可读指令的计算机可读介质的机器。指令可以由通过与上述类型的装置和网络集成的计算机可执行部件所集成的计算机可执行部件来执行。计算机可读介质可以存储在任何适当的计算机可读介质上，诸如RAM、ROM、闪速存储器、EEPROM、光学设备(CD或DVD)、硬盘驱动器、软盘驱动器或任何适当的设备。计算机可执行部件可以是处理器，但任何适当的专用硬件设备可以(可选地或附加地)执行指令。

如本领域的技术人员将从先前的详细描述中以及从附图和权利要求中认识到的，在不脱离如在随附的权利要求中所限定的本发明的范围的情况下，可以对本发明的实施例做出修改和变化。

Claims (20)

1.一种用于在农业设施内自动转移植物的方法，所述方法包括：

·分派装载机将第一模块从农业设施内的第一生长位置自主输送到所述农业设施内的转运站，所述第一模块以第一密度限定植物槽的第一阵列并装载有处于第一生长阶段的第一组植物；

·分派所述装载机将第二模块自主输送到所述转运站，所述第二模块以小于所述第一密度的第二密度限定植物槽的第二阵列并且没有植物；

·记录所述第一模块的模块级光学扫描；

·从在所述模块级光学扫描中检测到的特征中提取所述第一组植物的成活力参数；

·响应于所述成活力参数落在目标成活力范围之外，拒绝从所述第一模块转移所述第一组植物；和

·响应于所述成活力参数落在所述目标范围内：

o在所述转运站处触发机器人操纵器将所述第一组植物的第一子集从所述第一模块顺序转移到所述第二模块中的所述植物槽的第二阵列中；

o分派所述装载机将第三模块自主输送到所述转运站，所述第三模块以所述第二密度限定植物槽的第三阵列；和

o响应于用植物的所述第一子集填充所述第二模块中的所述植物槽的第二阵列中的每个植物槽，触发所述机器人操纵器将所述第一组植物的第二子集从所述第一模块顺序转移到所述第三模块中的所述植物槽的第三阵列中。

2.根据权利要求1所述的方法：

·其中，记录所述第一模块的模块级光学扫描包括响应于所述第一模块到达所述转运站，在布置在所述转运站处的光学传感器处记录所述模块级光学扫描；

·其中，提取所述第一组植物的成活力参数包括在所述机器人操纵器接触所述第一模块之前：

o从所述模块级光学扫描中提取一组特征；和

o基于所述一组特征计算在第一模块中的害虫存在的概率；

·其中，拒绝从所述第一模块转移所述第一组植物包括响应于害虫存在的概率超过阈值概率而：

o拒绝从所述第一模块转移所述第一组植物；和

o分派所述装载机将所述第一模块自主输送到所述农业设施内的隔离站；和

·其中，触发所述机器人操纵器将所述第一组植物的第一子集从所述第一模块顺序转移到所述第二模块包括：响应于所述阈值概率超过害虫存在的概率，授权所述第一组植物转移出所述第一模块。

3.根据权利要求1所述的方法：

·其中，记录所述第一模块的模块级光学扫描包括记录所述第一模块的宽度和长度的模块级光学扫描；

·其中，从在所述模块级光学扫描中检测到的特征中提取所述第一组植物的成活力参数包括：

o在所述模块级光学扫描中检测所述第一模块上的第一光学基准；

o基于所述第一光学基准和对于所述第一模块的第一模块类型的已知植物槽布局，估计所述第一模块中的所述植物槽的第一阵列的位置；

o在所述光学扫描中检测所述第一组植物的叶子面积；和

o基于在所述光学扫描中在所述植物槽的第一阵列的位置上检测到的离散的叶子面积，估计所述第一组植物中植物的尺寸；和

·其中，触发所述机器人操纵器将所述第一组植物的第一子集从所述第一模块顺序转移到所述第二模块包括：响应于所述第一组植物中多于阈值比例的植物显示出超过目标植物尺寸的估计尺寸，授权所述第一组植物转移出所述第一模块。

4.根据权利要求3所述的方法：

·其中，记录所述第一模块的模块级光学扫描包括在所述机器人操纵器处：

o响应于所述第一模块到达所述转运站处，将所述机器人操纵器上的末端执行器导航到所述第一模块上方的扫描位置；和

o通过集成在所述末端执行器中的光学传感器记录所述模块级光学扫描；和

·其中，拒绝从所述第一模块转移所述第一组植物包括响应于所述第一组植物中少于阈值比例的植物显示出超过所述目标植物尺寸的估计尺寸而：

o拒绝从所述第一模块转移所述第一组植物；和

o分派所述装载机将所述第一模块自主地返回到所述农业设施内的所述第一生长位置。

5.根据权利要求1所述的方法：

·其中，记录所述第一模块的模块级光学扫描包括，在所述装载机处，响应于所述第一模块到达所述第一生长位置，记录所述第一模块的模块级光学扫描；和

·其中，分派所述装载机将所述第一模块从所述第一生长位置自主输送到所述转运站包括：响应于所述成活力参数落入所述目标范围内，提示所述装载机将所述第一模块自主输送到所述转运站。

6.根据权利要求1所述的方法：

·其中，提取所述第一组植物的成活力参数包括：

o在所述模块级光学扫描中区分所述第一组植物中的每个植物；和

o表征所述第一模块中所述第一组植物中每个植物的成活力；

·所述方法还包括：

o访问所述第一模块的第一模块类型的目标产量；

o定义在所述第一组植物中表现出最大成活力的植物的所述第一子集；和

o在超过所述目标产量时，定义在所述第一组植物中表现出最低成活力的植物的第二子集；和

·其中，触发所述机器人操纵器将所述第一组植物的第一子集从所述第一模块顺序转移到所述第二模块包括在所述机器人操纵器处：

o响应于到达所述第一模块中的植物的第一子集中的植物，将该植物转移到所述第二模块中的所述植物槽的第二阵列中的下一植物槽；和

o响应于到达所述第一模块中的所述植物的第二子集中的植物，将该植物转移到丢弃容器中。

7.根据权利要求1所述的方法：

·其中，分派所述装载机将所述第一模块自主输送到所述转运站包括：分派所述装载机将所述第一模块自主输送到所述转运站处的所述机器人操纵器的第一侧上的第一模块对接位置；

·其中，记录所述第一模块的模块级光学扫描包括：

o将所述机器人操纵器上的末端执行器自主驱动到所述第一模块对接位置上方的第一扫描位置，以将所述第一模块定位在布置在所述机器人操纵器上靠近所述末端执行器的光学传感器的视场中；和

o经由所述光学传感器记录所述第一模块的模块级光学扫描；和

·其中，触发所述机器人操纵器将所述第一组植物的所述第一子集从所述第一模块顺序转移到所述第二模块还包括：

o在所述光学传感器的视场中检测所述第一模块上的第一光学基准；

o基于所述第一光学基准和对于所述第一模块的第一模块类型的已知植物槽布局，估计所述第一模块中的所述植物槽的第一阵列的位置；

o相对于所述第一模块中的所述植物槽的第一阵列中的第一植物槽的第一位置来定位植物取回路径，以定义第一植物取回路径；和

o沿着所述第一植物取回路径自主驱动所述机器人操纵器上的所述末端执行器，以接合位于所述第一植物槽中的第一植物。

8.根据权利要求7所述的方法：

·其中，分派所述装载机将所述第二模块自主输送到所述转运站包括分派所述装载机将所述第二模块自主输送到所述机器人操纵器的第二侧上与所述转运站处的所述第一模块对接位置相对的第二模块对接位置；和

·还包括将所述末端执行器自主驱动到所述第二模块对接位置上方的第二扫描位置，以将所述第二模块定位在所述光学传感器的视场中；和

·其中，触发所述机器人操纵器将所述第一组植物的第一子集从所述第一模块顺序转移到所述第二模块还包括：

o在所述光学传感器的视场中检测所述第二模块上的第二光学基准；

o基于所述第二光学基准和对于所述第二模块的第二模块类型的已知植物槽布局，估计所述第二模块中的所述植物槽的第二阵列的位置；

o相对于所述第二模块中的所述植物槽的第二阵列中的最后一个植物槽的最后一个位置来定位植物存放路径，以定义第一植物存放路径；和

o在执行所述第一植物取回路径以接合所述第一植物之后，沿着第一植物存放路径自主驱动所述机器人操纵器上的所述末端执行器，

以将所述第一植物插入所述第二模块中的最后一个植物槽中。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括：

·相对于所述第一模块中的植物槽的第一阵列中的第二植物槽的第二位置来定位所述植物取回路径，以定义第二植物取回路径，所述第二植物槽邻近所述第一植物槽并且通过移除所述第一植物而暴露于所述机器人操纵器；

·相对于所述第二模块中的植物槽的第二阵列中倒数第二个植物槽的倒数第二个位置来定位所述植物存放路径，以定义第二植物存放路径；和

·其中，触发所述机器人操纵器将所述第一组植物的第一子集从所述第一模块顺序转移到所述第二模块还包括：

o沿着所述第二植物取回路径自主驱动所述机器人操纵器上的所述末端执行器，以接合位于所述第二植物槽中的第二植物；和

o在执行所述第二植物取回路径以接合所述第二植物之后，沿着所述第二植物存放路径自主驱动所述机器人操纵器上的所述末端执行器，以将所述第二植物插入所述第二模块中的倒数第二个植物槽中。

10.根据权利要求7所述的方法：

·其中，相对于所述第一植物槽的第一位置来定位所述植物取回路径以定义所述第一植物取回路径包括：

o访问所述植物取回路径，该植物取回路径定义了参考通用植物槽的通用的一系列路线点；和

o相对于所述第一植物槽的估计位置来定位所述一系列路线点；

·其中，沿着所述第一植物途径自主驱动所述机器人操纵器上的所述末端执行器包括将所述末端执行器从所述第一扫描位置自主驱动到所述一系列路线点中的每个路线点，以将所述末端执行器接合到所述第一植物；

·还包括：

o在所述机器人操纵器执行所述一系列路线点期间，经由所述光学传感器记录所述第一植物的一组图像；和

o从所述第一组图像中提取所述第一植物的第一成活力参数；和

·其中，触发所述机器人操纵器将所述第一组植物的第一子集从所述第一模块顺序转移到所述第二模块还包括：

o响应于阈值超过所述第一成活力参数，拒绝将所述第一植物放到所述第二模块；和

o响应于所述第一成活力参数超过所述阈值，将所述第一植物插入所述第二模块中的所述植物槽的第二阵列中的植物槽中。

11.根据权利要求10所述的方法：

·其中，从所述第一组图像中提取所述第一植物的第一成活力参数包括：

o将所述一组图像编译成所述第一植物的三维表示；和

o从所述第一植物的三维表示中提取代表所述第一植物的尺寸和颜色的所述第一成活力参数；和

·还包括将所述三维图像存储在与所述第一植物相关联的数据库中。

12.根据权利要求10所述的方法：

·还包括分派所述装载机将第四模块自主输送到所述转运站，所述第四模块以所述第一密度限定植物槽的第四阵列；和

·其中，拒绝将所述第一植物放到所述第二模块包括响应于所述阈值超过所述第一植物的第一成活力参数，将所述第一植物插入所述第四模块中的所述植物槽的第四阵列中的植物槽中。

13.根据权利要求1所述的方法，其中，触发所述机器人操纵器将所述第一组植物的第一子集从所述第一模块顺序转移到所述第二模块还包括：

·在所述机器人操纵器处，从所述第一模块中的所述植物槽的第一阵列中的第一植物槽取回植物的所述第一子集中的第一植物；

·将所述第一植物插入所述转运站处的光学检查站；

·在所述光学检查站处，记录所述第一植物的三维图像；

·将所述三维图像存储在与所述第一植物相关联的数据库中；和

·在所述机器人操纵器处，将所述第一植物从所述光学检查站转移到所述第二模块中的所述植物槽的第二阵列中的植物槽中。

14.根据权利要求1所述的方法，其中，触发所述机器人操纵器将所述第一组植物的第一子集从所述第一模块顺序转移到所述第二模块还包括：

·在所述机器人操纵器处，从所述第一模块中的植物槽的第一阵列中的第一植物槽取回植物的所述第一子集中的第一植物；

·在所述机器人操纵器处，振动所述第一植物以从所述第一植物根部的根部排出水分；

·经由联接到所述机器人操纵器的重量传感器记录所述第一植物的第一重量；

·在所述机器人操纵器处，响应于阈值重量超过所述第一植物的第一重量，拒绝将所述第一植物放到所述第二模块；和

·在所述机器人操纵器处，响应于所述第一植物的第一重量超过所述阈值重量，将所述第一植物插入所述第二模块中的所述植物槽的第二阵列中的植物槽中。

15.根据权利要求1所述的方法，还包括：

·响应于用所述第一模块中的植物的第一子集中的植物填充所述第二模块中的所述植物槽的第二阵列中的每个植物槽，分派所述装载机将所述第二模块从所述转运站自主输送到所述农业设施内的第二生长位置；和

·响应于将所述第一组植物中的最后一个植物转移出所述第一模块，分派所述装载机将所述第一模块自主输送到所述农业设施内的清洁站。

16.根据权利要求1所述的方法：

·还包括响应于将处于早抽穗生长阶段的所述第一组植物放置到所述第一模块中，分派所述装载机在第一时间将所述第一模块自主输送到所述第一生长位置；

·其中，分派所述装载机将所述第一模块从所述第一生长位置自主输送到所述转运站包括分派所述装载机在所述第一时间之后相差预定中间抽穗生长期的第二时间将所述第一模块从所述第一生长位置自主输送到所述转运站，所述第一模块中的第一组植物大约在所述第二时间处于中间抽穗阶段；和

·还包括分派所述装载机在所述第二时间之后相差预定成熟抽穗生长期的第三时间从第二生长位置自动取回所述第二模块，所述第二模块中的植物的第一子集大约在所述第三时间处于成熟抽穗生长阶段。

17.一种用于在农业设施内自动转移植物的方法，所述方法包括：

·分派装载机将第一模块从农业设施内的第一生长位置自主输送到所述农业设施内的转运站，所述第一模块以第一密度限定植物槽的第一阵列并装载有处于第一生长阶段的第一组植物；

·分派所述装载机将第二模块自主输送到所述转运站，所述第二模块以小于所述第一密度的第二密度限定植物槽的第二阵列并且没有植物；

·在所述转运站处：

o检测所述第一模块上的第一光学基准；

o基于所述第一光学基准，在所述转运站处配准所述第一模块中的所述植物槽的第一阵列的位置；

o检测所述第二模块上的第二光学基准；

o基于所述第二光学基准，在所述转运站处配准所述第二模块中的所述植物槽的第二阵列的位置；

o在所述转运站处导航末端执行器以接合所述第一组植物中的第一植物，所述第一植物布置在所述第一模块中的所述植物槽的第一阵列中的第一植物槽中；

o记录所述第一植物的第一光学扫描；

o从所述第一光学扫描中提取所述第一植物的第一成活力参数；

o响应于所述第一成活力参数超过目标值，将所述第一植物转移到所述第二模块中的所述植物槽的第二阵列中的最后一个植物槽中；

o导航所述末端执行器以接合所述第一组植物中的第二植物，所述第二植物布置在所述第一模块中的植物槽的第一阵列中的第二植物槽中，所述第二植物槽邻近所述第一植物槽并且通过移除所述第一植物而暴露于所述末端执行器；

o记录所述第二植物的第二光学扫描；

o从所述第二光学扫描中提取所述第二植物的第二成活力参数；和

o响应于所述目标值超过所述第二成活力参数，拒绝将所述第二植物放到所述第二模块。

18.根据权利要求17所述的方法：

·其中，导航所述末端执行器以接合所述第一植物包括：

o访问植物取回路径，所述植物取回路径定义了参考通用植物槽的通用的一系列路线点；

o相对于所述第一植物槽的估计位置来定位所述一系列路线点，以定义环绕所述第一植物的第一植物取回路径；

o沿着所述第一植物取回路径自主驱动在所述转运站处的机器人操纵器中的末端执行器通过所述一系列路线点中的每个路线点，以将所述末端执行器接合到所述第一植物；

·其中，记录所述第一植物的第一光学扫描包括：

o在所述机器人操纵器执行所述一系列路线点期间，经由所述机器人操纵器中的光学传感器记录所述第一植物的一组图像；和

o从所述第一植物的一组图像中提取代表所述第一植物的尺寸的第一成活力参数；和

·其中，将所述第一植物转移到所述第二模块中的所述植物槽的第二阵列中的最后一个植物槽中包括响应于所述第一植物的尺寸超过阈值尺寸而将所述第一植物转移到所述第二模块中。

19.一种用于在农业设施内自动转移植物的系统，所述系统包括：

·第一模块，其被分配给农业设施内的第一生长位置，以第一密度限定植物槽的第一阵列，并在所述植物槽的第一阵列上装载有第一组植物；

·第二模块，其以小于所述第一密度的第二密度限定植物槽的第二阵列；

·第三模块，其以所述第二密度限定植物槽的第三阵列；

·转运站，其布置在所述农业设施内部；

·装载机，其被配置成：

o在整个所述农业设施中被自主导航；

o自主地将所述第一模块从所述第一生长位置输送到所述转运站；

o在所述转运站处自主地将所述第二模块输送到邻近所述第一模块；和

o在所述转运站处自主地将所述第三模块输送到邻近所述第一模块，以代替所述第二模块；

·机器人操纵器，其被布置在所述转运站处，所述机器人操纵器包括靠近所述末端执行器的光学传感器，并且被配置为：

o接合所述第一组植物中的第一植物，所述第一植物占据所述第一模块中的植物槽的第一阵列中的第一植物槽；

o响应于所述第一植物的成活力参数超过阈值，将所述第一植物插入所述第二模块中的第二组槽中的最后一个槽中；

o响应于所述阈值超过所述第一植物的成活力参数，拒绝将所述第一植物放到所述第二模块；

o将植物的第一子集从所述第一模块顺序转移到所述第二模块中的所述植物槽的第二阵列，所述植物的第一子集包括所述第一植物；和

o响应于填充所述第二模块中的第二组植物槽，将植物的第二子集从所述第一模块顺序转移到所述第三模块中的所述植物槽的第三阵列，所述植物的第二子集接续所述第一模块中的所述植物的第一子集。

20.根据权利要求19所述的系统：

·其中，所述机器人操纵器被配置成当所述末端执行器接近布置在所述第一模块的第一槽中的第一植物时，记录所述第一植物的第一图像；

·还包括控制器，所述控制器被配置成：

o从所述第一图像中提取所述第一植物的成活力参数；和

o基于所述第一植物的所述第一成活力参数和目标成活力范围之间的差异，选择性地触发所述机器人操纵器将所述第一植物插入所述第二模块和将所述第一植物丢弃到丢弃箱中。