农业机器人
我国有哪些农业机器人
我国有哪些农业机器人我国农业机器人的发展已经有了长足的进步，涌现了很多优秀的产品和技术，下面我们将介绍一些目前我国较为成熟的农业机器人。
1. 植保无人机植保无人机是农业机器人的一种，主要应用于农作物的喷洒和施肥。
它能够通过搭载化肥和农药的舱室，自动飞行到指定的农田范围进行喷洒作业，从而提高作物的生长效率和产量。
植保无人机还可以利用高空摄像技术对农田进行监测，帮助农民及时发现病虫害和作物情况，实现精准农业。
2. 智能插秧机器人智能插秧机器人是针对水稻种植的一种农业机器人，它能够自动化地完成水稻插秧的工作。
智能插秧机器人利用先进的视觉和感知技术，能够对田间环境进行识别和判断，自动定位并插秧，从而大大减轻了农民的体力劳动，提高了插秧的效率和质量。
3. 自动收割机器人自动收割机器人主要应用于小麦、水稻、玉米等作物的自动化收割工作。
这种机器人能够通过视觉和感知技术对作物成熟度进行判断，自动导航并进行收割作业，提高了收割的效率和质量。
自动收割机器人还可以配备作物分类和包装设备，实现全自动化的农产品生产线。
4. 土壤检测机器人土壤检测机器人是一种能够对农田土壤的理化性质和养分含量进行自动检测的机器人。
它可以通过搭载各种传感器和探测器，对土壤进行多项指标的测试，从而帮助农民科学施肥，合理种植作物，提高农作物的产量和质量。
5. 施肥机器人施肥机器人是一种能够自动完成农田施肥工作的机器人，它可以通过搭载肥料舱室和自动化操作系统，对农田进行精准施肥。
施肥机器人能够根据农田的实际情况，自动调节施肥量和施肥时间，实现精准施肥，避免了人工施肥的不稳定性和浪费现象。
农业机器人分类
农业机器人分类农业机器人是指能够自主完成农业生产任务的智能化机器人。
随着科技的不断进步和农业生产方式的转变，农业机器人在现代农业中扮演着越来越重要的角色。
本文将从不同的角度出发，对农业机器人进行分类。
一、按照作业功能分类1. 植保机器人植保机器人主要用于植物病虫害防治，可以自主巡视、识别、定位和喷洒药剂。
植保机器人可以减少使用化学农药对环境造成的污染，提高防治效果和作业效率。
2. 收获机器人收获机器人是指能够自主完成收割、摘果等作业任务的智能化机器人。
收获机器人可以减轻劳动力负担，提高作业效率，并且可以在夜间或恶劣天气下进行作业。
3. 智能播种机器人智能播种机器人是指能够自主完成播种、覆土等作业任务的智能化机器人。
智能播种机器人可以根据土壤条件和植物需求进行精准播种，提高播种效率和作物产量。
4. 田间管理机器人田间管理机器人是指能够自主完成田间管理任务的智能化机器人。
田间管理机器人可以对土壤进行检测和分析，根据植物生长情况进行施肥、灌溉等作业，提高作业效率和农产品质量。
二、按照机器人结构分类1. 轮式农业机器人轮式农业机器人是指采用轮子作为运动方式的农业机器人。
轮式农业机器人具有灵活性强、适应性广等优点，可以在不同的地形条件下进行作业。
2. 履带式农业机器人履带式农业机器人是指采用履带作为运动方式的农业机器人。
履带式农业机器人具有通过性好、稳定性强等优点，可以在复杂地形条件下进行作业。
3. 多足式农业机器人多足式农业机器人是指采用多条腿作为运动方式的农业机器人。
多足式农业机器人具有适应性强、通过性好等优点，可以在不同地形条件下进行作业。
三、按照智能化程度分类1. 单一任务农业机器人单一任务农业机器人是指只能完成单一任务的农业机器人。
单一任务农业机器人通常具有专门的结构和功能，可以完成特定的作业任务。
2. 多功能农业机器人多功能农业机器人是指能够完成多种作业任务的智能化农业机器人。
多功能农业机器人通常具有较高的智能化程度，可以根据不同的作业需求进行自主调整。
农业机器人
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农业机器人的发展趋势
农业机器人的技术发展趋势： (1)多模式识别。在农业机器人未来的应用中，应是以图像处理为主要 的信号处理方法，辅以其他识别方式，以提高农产品采集、识别的准确性。 (2)智能算法应用。随着模糊控制的不断发展，特别是像农业生产这样 难以建立合适数学模型的领域，通过控制算法的不断改进提高农业机器人的 工作效率。 (3)农业机器人的开放性。机器人控制系统应允许不同的设计人员与用 户对硬件与软件等部分进行二次开发与应用，且应当对农业机器人进行模块 化设计，根据不同的农业环境，以适应不同的工作要求，增加农业生产效率。
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农业机器人的研究现状
国内研究现状
中国农业大学研发的黄瓜采摘机器人采用了双目视觉成像装置，主要针对温室环境作业，通过 对图像的采集、处理，达到对黄瓜的精确定位。其用来寻找果实的机械手也采用了先进的红外反射 式光电传感器。
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农业机器人的研究现状
国内研究现状
西北农林科技大学研究的基于双目视觉及DSP的农田障碍物检测与路径识别
农业机器人
农业机器人是机器人在农业生产中的运用，是一 种可由不同程序软件控制,以适应各种作业,能感觉 并适应作物种类或环境变化,有检测(如视觉等)和演 算等人工智能的新一代无人自动操作机械。区别 于工业机器人，是一种新型多功能农业机械。农 业机器人的广泛应用，改变了传统的农业劳动方 式降低了农民的劳动力，促进了现代农业的发展。
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农业机器人的应用现状
行走式 农业机器人
农业机器人简介演示
商业化应用
21世纪以来，农业机器人开始在 一些发达国家实现商业化应用，
并逐渐在全球范围内推广。
农业机器人的应用与影响
提高生产效率：农业 机器人可以自主完成 农业生产任务，减轻 人力负担，提高农业 生产效率。
改善农产品质量：通 过精准施肥、喷药等 技术手段，农业机器 人有助于提高农产品 产量和质量。
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CATALOGUE
农业机器人的关键技术
导航与定位技术
GPS导航
通过全球定位系统（GPS）进行 导航，确保农业机器人在农田中的精确定位 Nhomakorabea路径规划。
惯性导航
利用惯性测量单元（IMU）进行自 主导航，实时监测机器人的姿态和 位置，实现精准作业。
环境感知
采用激光雷达、超声波传感器等感 知设备，实时获取机器人周围环境 信息，确保机器人安全、高效地导 航。
都需要农业机器人有高度的适应性和灵活性。
农业机器人发展趋势
智能化
随着人工智能技术的发展，农业机器人的智能化程度将 越来越高，能够自主完成更复杂的农业任务。
协同作业
农业机器人将能够实现与其他农机具、农业设施以及农 业人员的协同作业，提高农业生产的整体效率。
多功能化
未来农业机器人将不仅仅是单一的农机具，而是集多种 功能于一身的综合平台，如耕作、播种、施肥、除草、收 割等。
机器视觉与识别技术
图像获取
通过高分辨率相机获取农田、农作物和环境的图像信息。
特征提取
运用图像处理算法提取图像中的纹理、颜色、形状等特征，用于后 续分析和识别。
目标识别
基于深度学习、支持向量机等方法，实现农作物、杂草、病虫害等 目标的准确识别，为农业机器人提供决策依据。
农业机器人典型案例
农业机器人典型案例
农业机器人是用于农业生产的自动化机器人，可以执行各种农业任务，如种植、施肥、除草、采摘等。
以下是一些农业机器人的典型案例：
1. 种植机器人：种植机器人可以使用机械臂将种子插入土壤中，并使用传感器来确定种植深度和间距。
这些机器人可以在不同的地形和气候条件下工作，提高了种植效率和一致性。
2. 施肥机器人：施肥机器人可以使用传感器来检测土壤的营养状况，并使用机械臂将肥料施加到需要的区域。
这种机器人的优点是可以根据土壤状况精确地施加肥料，减少了过度施肥或施肥不足的风险。
3. 除草机器人：除草机器人可以使用机械臂或喷嘴来去除农田中的杂草，同时避免使用化学除草剂。
这种机器人可以显著减少化学物质的使用，并保护环境。
4. 采摘机器人：采摘机器人可以使用传感器和机器视觉技术来识别成熟的果实，并使用机械臂将其采摘下来。
这种机器人可以显著提高采摘效率，减少人工采摘的成本和风险。
5. 无人机：无人机可以使用传感器和摄像机来监测农田状况，并使用喷嘴或药物投放装置来进行施肥、喷药等任务。
这种机器人的优点是可以在短时间内覆盖大片农田，提高作业效率。
以上是一些农业机器人的典型案例，它们的应用可以提高农业生产效率、降低成本、保护环境并提高农产品的质量。
随着技术的不断进步，未来将会有更多的农业机器人被研发和应用。
我国有哪些农业机器人
我国有哪些农业机器人我国目前已经研发和应用的农业机器人主要包括以下几类：植保机器人、收获机器人、播种机器人和除草机器人等。
下面将分别介绍这些农业机器人的相关情况。
一、植保机器人植保机器人是一种主要用于农作物的病虫害预防和防治的机器人。
它可以根据作物的需求进行施肥、喷洒农药以及进行病虫害监测等工作。
我国目前已经研发出多种植保机器人，其中较为知名的有中国农业大学研发的“AG1000”系列植保机器人、清华大学研发的“植保无人机”等。
这些机器人可以根据农作物的实际情况进行智能的农药施放，减少了农药的浪费，提高了农药使用的效果。
二、收获机器人收获机器人主要用于农作物的采摘和收割工作。
它们可以自动地识别和采摘作物，提高采摘的效率和质量。
我国目前已经研发了多种收获机器人，例如清华大学研发的“樱桃采摘机器人”、上海交通大学研发的“葡萄采摘机器人”等。
这些机器人通过使用机器视觉和机器学习等技术，能够准确地识别和采摘果实，大大减轻了人工采摘的负担。
四、除草机器人除草机器人主要用于农作物的除草工作。
它们可以根据作物的生长状态自动除草，并避免对作物的伤害。
我国目前已经研发出多种除草机器人，例如中科院自动化所研发的“水稻除草机器人”、山东农业大学研发的“玉米除草机器人”等。
这些机器人通过使用智能感知和路径规划等技术，能够识别和除草杂草，减少了对作物的竞争，提高了农作物的生长质量。
除以上介绍的几类农业机器人外，我国还在研发和应用其他类型的农业机器人，例如用于果蔬分拣的机器人、用于牧场管理的机器人等。
这些机器人的研发和应用，不仅提高了农业生产的效率和质量，也减轻了农民的劳动负担，促进了农业的现代化发展。
但需要指出的是，目前我国的农业机器人技术还处于初级阶段，还有很大的发展空间和挑战。
未来，我国应加大投资和支持力度，推动农业机器人技术的创新与应用，进一步推动农业的现代化进程。
农业田间机器人说课讲解
国内农业机器人研究(yánjiū)的现 状
• 国内在农业机器人方面的研究始于20世
纪90年代中期,相对与发达国家(fā dá ɡuó jiā) 起步较晚,但是发展很快，很多学校研究所都 在进行农业机器人和智能农业机械相关的研 究.
第四十七页，共56页。
国内农业机器人研究(yánjiū)的现 状
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• 日本京都大学开发了一西
瓜收获机器人，如图2-8 所示。一般的机器人多数 是采用电气驱动，但是为 了降低(jiàngdī)成本，这 种西瓜收获机器人却是采 用油压驱动，比以蓄电池 为动力源的电气驱动要经 济的多。这种机器人没有 使用价格相对较高的高精 度油压控制马达，而是采 用了油缸控制，这样做也 降低(jiàngdī)了机器人的 成本。
• 喷农药(nóngyào)机 • 摘苹果(píngguǒ)机
器人
器人
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国外农业(nóngyè)机器人的研究 状况
• 移栽(yí zāi)机
器人
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除草机器人总体(zǒngtǐ)结构
田间(tián jiān)工作中除草机器人
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韩国Kyungpook大学所研制的苹 果采摘机器人，其机械手工作空 间可以达到3m，具有(jùyǒu)4自 由度，包括3个旋转关节和1个移 动关节。采用三指夹持器作为末 端执行器，内有压力传感器避免 损伤苹果。利用CCD摄像机和光 电传感器识别果实，从树冠外部 识别苹果时的识别率达85％，速 度达5个/S。该机器人末端执行 器下方安装有果实收集袋，缩短 了从摘取到放置的时间，提高了 采摘速度。但是，该机器人只有 4个自由度，无法绕过障碍物摘 取苹果，对于叶茎完全遮盖的苹 果，也没有给出识别和采摘的解 决方法。
我国有哪些农业机器人
我国有哪些农业机器人农业机器人是指应用于农业生产中具有自主决策能力和执行任务能力的机器人。
随着农业现代化和机器人技术的不断发展，我国的农业机器人也日益增多。
下面列举了一些在我国应用较为广泛的农业机器人。
1. 播种机器人：播种机器人能够根据预先设定的播种方案，自主完成种子的播种任务。
这些机器人通常配备高精度定位系统和种子投放控制装置，能够精确地控制种子的数量和间距，提高种子的利用率和作物的产量。
2. 采摘机器人：采摘机器人可以根据作物的成熟程度和机器人的感知能力，自主判断作物是否可以采摘，并进行自动采摘。
这些机器人通常具有视觉识别能力和机械臂控制能力，能够准确地判断和采摘作物，提高采摘效率和作物品质。
3. 施肥机器人：施肥机器人能够根据土壤的养分状况和作物的生长需要，自主进行施肥任务。
这些机器人通常配备土壤养分分析仪和肥料投放控制装置，能够根据实时采集的土壤养分数据和作物生长数据，自动调节和控制施肥量，提高施肥效果和作物产量。
4. 病虫害监测机器人：病虫害监测机器人可以通过感知和摄像技术，实时监测农田中的病虫害情况。
这些机器人通常具有图像处理和模式识别能力，能够自动识别和分类农田中的病虫害，及时报警和采取相应措施，减少病虫害对作物的危害。
5. 除草机器人：除草机器人能够根据作物和杂草的特征，自主进行除草任务。
这些机器人通常配备视觉识别系统和激光器等工具，能够自动识别和定位杂草，并进行精确的除草操作，减少对作物的影响和损害。
6. 智能驾驶拖拉机：智能驾驶拖拉机可以通过预先设定的路线和激光雷达等传感器的感知和导航能力，自主完成农田的耕作任务。
这些拖拉机通常具有自动导航和避障功能，能够精确地耕作农田，提高耕作效率和土地利用率。
7. 农业无人机：农业无人机能够携带各种传感器和相机，用于农田的巡查、植保和种植管理等任务。
这些无人机通常具有轻便灵活、快速响应等特点，能够较好地应对农田环境的复杂性和不可预见性。
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2、现在已开发出的农业机器人
2.1.2 草莓采摘机器人
2、现在已开发出的农业机器人
• 草莓采用高架栽培模式，因此研制出了5自 由度的采摘机器人。草莓采摘机器人的视觉 系统与番茄采摘机器人相似，末端执行器采 用真空系统加螺旋加速切割器。收获时，3 对光电开关检测草莓的位置，视觉系统计算 空间位置，控制机械手移动到预定位置，末 端执行器将草莓吸入；当草莓位于合适的位 置时，腕关节移动，果梗进入指定位置，螺 旋加速驱动切割器旋转切断果梗，完成采摘 。
2、现在已开发出的农业机器人
• 2.1.3 葡萄采摘机器人
2、现在已开发出的农业机器人
• 葡萄采摘机器人的机械部分是一只具有5个自由度 的极坐标机械手，末端的臂可以在葡萄架下水平匀 速运动，能够有效地工作。视觉传感器一般采用彩 色摄像辅机助，部若分 采用PSD三维视觉传感器效果会更佳 ，可以检测成熟果实及其距离信息的三维信息。由 于葡萄采摘季节很短，单一的采摘功能会使机器人 的使用效率降低，为提高其使用率，可更换不同的 末端执行器，以完成葡萄枝修剪、套袋和药物喷洒 等作业。
农业机器人
2020/7/31
农业机器人
• 1、农业机器人的基本情况 • 2、现在已开发出的农业机器人 • 3、农业机器人在农业生产中的实例 • 4、农业机器人当前存在的问题和发
展前景
1 农业机器人的基本情况
• 1.1 农业机器人的定义 • 农业机器人是一种集传感技术、监测
技术、人工智能技术、通讯技术、图 像识别技术、精密及系统集成技术等 多种前沿科学技术于一身的机器人。 也是融合检测传感技术、信息处理技 术、自动控制技术、伺服驱动技术、 精密机械技术和计算机技术等多种技 术于一体的交叉学科与综合。
1 农业机器人的基本情况
• 1.2 农业机器人的特点 • （1）作业对象的娇嫩性和不确定性 • （2）作业环境的非结构性 • （3）作业动作的复杂性 • （4）操作对象和价格的特殊性
1 农业机器人的基本情况
• 1.3 农业机器人的发展状况 • 1.3.1 国外 • （1）日本 • 日本是研究农业机器人最早的国家之一，日本的农业机器
1 农业机器人的基本情况
• 2）美国 • 美国的农业机器人技术发展也非常快。由于美国
自身科学技术发达，领土广阔，农业机械化程度 很高,其行走式农业机器人理论技术发展得非常成 熟。美国新荷兰农业机械公司投资250万美元发明 了一种多用途的自动化联合收割机器人，很适合 在美国一些专属农垦区的大片规划整齐的农田里 收割庄稼。
2、现在已开发出的农业机器人
番茄收获机器人是用彩色摄像机作为视觉传感器 寻找和识别成熟果实。当果实被茎叶挡住要避开 茎叶,要求机械手活动范围大,故用7个自由度的工 业机器人末端执行器，其中五自由度垂直多关节 型机械臂和能够上下、前后移动的二自由度直动 关节，可以一边避让茎叶一边接近目标果实，植 株上方和植株下方的果实也能很好地采收。
的环境里工作，把大个番茄和小粒樱 桃加以区别，然后分别装运开来。它 还可用来分拣不同大小的土豆，并且 不会碰坏它们。
1 农业机器人的基本情况
• （6）丹麦
• 丹麦科学家研制出一种可用于农田除草的机器人。这 不仅可以减少农民的辛苦，而且能够大幅度减少除草 剂的使用。这种机器人有4只轮子，由电池驱动。除 草机器人使用1 台照相机来完成地面扫描，它还携带 着识别软件，使用15 种不同的参数来描述杂草的大 小和对称性等外部特征，最终通过GPS（全球定位系 统）来给杂草定位。使用这种机器人，可以减少除草 剂的使用量。虽然除草剂很便宜，对农民来说算不了 什么，但减少使用量使环境成了最终的受益者。科学 家认为，要把杂草和庄稼没有错误地区分开是个非常 难的问题，因此还需要更多的研究。
1 农业机器人的基本情况
• （7）澳大利亚 • 剪羊毛机器人是澳大利亚于20世纪80年代中期制造出
来的,是世界上第1个可以在活的动物身上进行作业的 机器人。它用一只手按住羊的头部,用两只手按住羊 的脚,把羊按在专用的平台上,还有两只手拿着两把剪 刀,贴着羊的身子飞快地剪羊毛。不论是大羊、小羊 、肥羊和瘦羊,它都能把羊毛剪得干干净净。在剪羊 毛时,羊常常会乱动,但是机器人手中的剪子也不会伤 着羊的皮肉。随着科技的发展,剪羊毛机器人也不断 地发展,出现了一些新型的机器人。
人技术发展也最为成熟，这与日本自身岛国的自然资源条 件是分不开的。早在20世纪70年代后期，随着工业机器人 的发展，对农业机器人的研究工作逐渐启动，已研制出多 种农业生产机器人，如嫁接机器人、育苗机器人、农药喷 洒机器人、扦插机器人、施肥机器人、番茄采摘机器人、 移栽机器人、黄瓜采摘机器人和葡萄采摘机器人等理论与 应用都居世界前列。2O世纪9O年代以来，“精确农业”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性技 术之一。
1 农业机器人的基本情况
• （4）英国 • 英国西尔索研究所开发的采蘑菇机器
人装有录像机、红外线测距仪和视觉 分析软件，能够首先确定哪些蘑菇可 以采摘以及属于哪种等级，然后测出 其高度以便进行采摘。它每分钟能摘 蘑菇40个，比手工快两倍。
1 农业机器人的基本情况
• （5）法国 • 法国研制的分拣机器人能在潮湿肮脏
1 农业机器人的基本情况
• 1.3.2 国内发展状况
• 我国目前已开发出来的农业机器人有：耕耘 机器人、除草机器人、施肥机器人、喷药机 器人、蔬菜嫁接机器人、收割机器人、采摘 机器人等。我国已研制成功蔬菜嫁接机器人 并成功进行了试验性嫁接生产
2、现在已开发出的农业机器人
2.1 农产品自动采摘与收获机器人 • 2.1.1 番茄收获机器人
1 农业机器人的基本情况
• （3）西班牙 • 西班牙发明的采摘柑橘机器人由一台装有计够从桔子的颜色、大小和开关判断出是否成 熟并决定能不能够采摘。它每分钟摘柑桔60个， 是人工采摘的7倍。另外，采摘柑桔机器人能够依 靠装有视频箱的机械手对当即采摘下来的柑桔按 大小进行分类。