智能机器人在农业自动化领域的主要应用

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1、智能机器人在农业自动化领域的主要应用摘要：通过对智能机器人在农业自动化领域的主要应用进行研究，包括采摘机器人、嫁接机器人、耕耘机器人、除草机器人、喷农药机器人、插秧机器人、林木清洁机器人、饲喂机器人、禽蛋检测与分级机器人。发现应用于农业智能机器人的主要技术有感知与避障技术、机器视觉技术、信息融合技术及农业专家系统。农业机器人的智能问题、成本过高问题和易受环境变化的影响问题，需要进一步研究解决。关键词：智能机器人；农业自动化；主要技术；存在问题TheMainApplicationofIntelligentRobotintheFieldofAgricult

2、ureAutomationAbstract:Themainapplicationofintelligentrobotinthefieldofagricultureautomationisdiscussed.Thepickingrobot,graftingrobot,cultivatingrobot,weedingrobot,sprayingpesticidesrobot,plantingrobots,timbercleaningrobot,feedingrobots,egginspectionandgradingrobotarepresented.Th

3、ePerceptionandobstacleavoidancetechniques,machinevisiontechnology,informationfusiontechnologyandagriculturalexpertsystemarethemainapplicationsinagricultureintelligentrobottechnology.Theintelligentproblemofagriculturalrobots,highcostandtheimpactofenvironmentaldiversificationshall

4、bestudiedandsolvedinthefuture.Keywords:intelligentrobot;agriculturalautomation;maintechnology;existingproblems引言新的农业生产模式和新技术的应用促进了农业机械的更新和发展，智能农业机械的技术条件已经成熟。机械化的发展大大解放了劳动力，促进了社会化大生产，创造了无穷的社会财富，其影响重大而深远，农业也因此发生了革命性的改变。对于必须处理复杂又模糊的信息，还要进行综合判断的农业生产机械化来讲，只有靠具有与人类相同的知识启发和学习功能的智能机器人才可

5、能得以实现。可以预计，21世纪将是农业机械向智能化方向发展的重要时期。此文就智能机器人的研究进展、应用于农业智能机器人的主要技术、存在问题等方面进行论述。1农业智能机器人的研究进展随着工业机器人的发展，许多国家如日本、美国等对农业机器人的研究工作逐渐启动，已研制出多种农用机器人。中国从20世纪70年代末开始对机器人进行研究。20世纪90年代以来，“精准农业”技术的研究与应用在发达国家受到了普遍的重视，已被国际农业科技界认为是21世纪实现农业可持续发展的先导技术之一。具有相当智能的农业机器人是精准农业体系中有效的装备之一，从而得到重视和发展。1.1采摘机

6、器人对农业采摘机器人的研究已有40年的历史，美国学者Schertz和Brown于1968年首次提出应用机器人技术进行果蔬的收获。美国、加拿大、荷兰、日本、英国等国均已开展了研究。1.1.1番茄采摘机器人日本的Kondo等研制的番茄收获机器人，由机械手、末端执行器、视觉传感器、移动机构和控制部分组成[1-2]，用彩色摄像机作为视觉传感器寻找和识别成熟果实，用7自由度的SCORBOT-ER工业机器人，机械手活动范围大，能避开障碍物。为了不损伤果实，机械手的末端执行器是带有软衬垫的吸引器，中间有压力传感器，把果实吸住后，利用机械手的腕关节把果实拧下。行走机构

7、有4个车轮，能在田间自动行走，利用机器人上的光传感器和设置在地头土埂的反射板，可检测是否到达土埂，到达后自动停止，转动后再继续前进。该番茄采摘机器人从识别到采摘完1个番茄只需要15s，成功率在75%左右。1.1.2黄瓜采摘机器人日本的Kondo等研制的黄瓜采摘机器人，采用三菱MITSUBISHIRV-E2型6自由度机械手，利用CCD摄像机，根据黄瓜比叶茎对红外光的反射率高的原理来识别黄瓜和叶茎[3]。黄瓜和柄的连接与番茄不同，因此采用拧摘方法较难，所以用剪断方法，先把黄瓜抓住，用接触传感器找出柄，然后剪断，采摘速度为16s/个，由于黄瓜是长条形，受到叶

8、茎的影响更大，所以采摘的成功率较低，大约在60%左右。1.1.3蘑菇采摘机器人蘑菇的生产集约化