机器人在农业上的应用.ppt

机器人 在农业上的应用 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。 农业机器人的应用现状 行走式 农业机器人 自行走 耕作机器人 施肥机器人 除草机器人 水田管理 作业机器人 收获及管理 作业机器人 …… 机械手式 农业机器人 嫁接机器人 采摘机器人 种植机器人 育苗机器人 …… 农业机器人的应用现状 禾苗种植机器人 盆栽种植机器人 植草机器人 葡萄藤种植机器人 植树机器人 农业机器人的应用现状 授粉机器人 挤奶机器人 施肥机器人 除草机器人 石榴采摘机器人 农业机器人的研究现状 国外研究现状 由于经济上和技术上的特殊性，机器人在农业方面的应用相对比较滞后。自20世纪80年代起，以日本为代表的发达国家开始研制农业机器人。2011年，日本农研机构和涉谷精机联合研制了草莓采摘机器人。该机器人由CCD 摄像头、LED 照明灯、采果手以及机械臂构成。首先利用CCD摄像头测量草莓的位置和成熟情况，然后利用安装在机械臂顶端具备根据果梗的倾斜度调整角度功能的采果手采摘草莓。以采摘机器人为代表的农业机器人可以提高生产效率，减轻农民的负担，在未来将会有较大的发展空间。 草莓采摘机器人 农业机器人的研究现状 国外研究现状 最近，北欧科学家研发出了可用于除草的农业机器人，不但减少农民的劳动，而且还最大程度上减少化学除草剂的用量。该除草机器人由锂电池提供动力，外形跟普通农机很像。机器人通过高清摄像头来扫描农田情况，通过多种不同的描述参数来识别杂草的高矮等外部特征，并通过全球定位系统来定位杂草的位置。但杂草和庄稼的区分率并不是特别理想，还需要更多的研究。 除草机器人 农业机器人的研究现状 国外研究现状 韩国科学家研发的苹果采摘机器人具有4个自由度的机械手，其中3个为旋转机构与1个移动机构，具有3m的工作空间。末端采用3指夹持器，为避免损伤苹果，采摘机器人同时配有压力传感器。利用CCD摄像头与光电传感器识别苹果，并在执行器下方安装收集袋，减少了苹果摘取存放的时间，加快了采摘速度。该采摘机器人对苹果识别的准确率达到83%，正常工作情况下采摘速度为6个/s。 苹果采摘机器人 农业机器人的研究现状 国外研究现状 英国科学家成功研制出能够测量蘑菇位置、大小，并进行修剪的蘑菇采摘机器人。该机器人具有2个气动机构与1个电机旋转机构组成了其机械手; 为了避免蘑菇损伤，夹持器带有软垫; 机器人由CCD摄像头作为图像传感器，用来确定蘑菇的大小及位置。该采摘机器人的采摘速度为6 - 7 个/s，而识别准确度为73%，通过图像信息来调整机械手姿态是提高采摘成功率的关键。 蘑菇采摘机器人 农业机器人的研究现状 国内研究现状 我国对机器人的研究起步较晚。农业机器人是机器人应用的一个重要分支，由于我国长期以来形成的农业习惯以及文化水平的限制，我们国家的农业机器人发展较晚，与世界发达国家相比还有很大的差距。“十一五”以来，随着国家的不断重视以及有政策的大力扶持，我国的农业机械化得到了快速发展，农业机器人及智能化农业装备以高效率、高精度、低强度、低能耗和环境友好为特点，显示了广阔的应用前景。 目前，国内农业机器人主要有蔬菜采摘机器人、水果分选机器人、嫁接机器人和农业生产机器人。当前我国对于农业机器人的研究还处在基础阶段。 农业机器人的研究现状 国内研究现状 中国农业大学研制出了果实采摘机器人试验样机，并进行了深入的研究。在果实识别、确定果柄位置等方面的研究取得了突破，形成了果实采摘机器人实验平台，应用图像处理技术对果实进行识别和定位，对果实的遮挡以及重叠等情况进行了数学建模，取得了一定的研究数据和研究成果。果实采摘机器人还有很大的提升空间，如果实的识别率和采摘率需进一步提高，整体成本应不断降低等。 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。 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方法研究，建立了双目视觉的成像模型，能检测出常规的障碍物，如人、砖块、铁锹和陷坑等。 南京林业大学研发的智能除草机器人，在切割杂草的同时，通过视觉传感器对图像分析后控制机械手