农业信息采集机器人关键技术研究现状与发展趋势

智慧农业是农业现代化的标志,农业信息采集是智慧农业的重要环节之一,相较于人工信息采集具有的低效、准确度不高等不足,利用农业信息采集机器人代替人工进行农情信息采集,可降低农作强度、提升生产效率。本文针对不同场景下的农业信息采集机器人,概括了近几十年国内外农业信息采集机器人的应用现状,总结了自主导航技术、机器视觉技术、智能控制技术、智能云处理技术四大关键技术的研究现状,并结合农业生产中环境非结构化、作业对象具有娇嫩性等特点,指出了目前关键技术存在的问题,并提出复合导航技术、多机智能感知、视觉监测算法优化、通用化智能控制、智能云管控平台是未来的发展趋势。

基于ADAMS的农田信息采集机器人仿真分析

针对精确农业中实时数据缺乏的问题,提出了一种新型的农田信息采集机器人。为改进机器人的物理样机,运用动力学仿真软件ADAMS,建立了机器人的参数化虚拟样机。采用虚拟传感器和脚本仿真技术,对机器人的越障过程进行了仿真,表明机器人有较高的地形适应能力。提出性能评价指标和参数化分析方案,对机器人进行了多变量的试验设计,最终得到了各参数优化后的机器人模型。仿真分析是新型机器人设计和优化的一种高效、可靠的方法。

农田信息采集机器人机构设计与奇异性分析

提出一种四轮并联机构的新型农田信息采集机器人.结构和越障原理分析结果表明,该机器人具有较强的地形适应能力.为了研究机器人的奇异位形,根据雅可比矩阵的定义和D-H矩阵法直接求出雅可比矩阵的解析表达.根据机构的奇异性分类,利用动力学分析软件ADAMS仿真得到了各奇异位形的精确位置和运动特点,与理论分析相一致.根据以上分析设计的机器人物理样机能有效避免奇异位形.

农田信息采集机器人推进电机系统的混沌控制

针对农田信息采集机器人采用永磁电机系统推进,直接影响农田信息采集机器人稳定性、可靠性和安全性的混沌现象,对其进行相轨迹图、耗散性和Lyapunov指数等复杂动力学分析;为控制处于混沌态的系统达到稳定周期态,应用PI滑模变结构控制理论,设计了控制器,并通过MATLAB数值模拟验证其有效性。结果表明:该控制方法具有较好的动态性能和稳态精度,为相关农业机器人的运行与控制提供了依据。

陆空两栖农业信息采集机器人设计

针对农业信息采集过程的越障需求,设计了一种陆空两栖的农业信息采集机器人,主要包括外部信息采集系统、内部信息采集系统、运动控制系统、控制器及数据收发系统。该机器人通过飞行机构提高机器人的越障能力,实现农业信息的全方位采集,采用PID控制算法实现陆地和飞行姿态的控制,提高了机器人的运动稳定性。试验结果表明:机器人可以实现陆地和飞行的控制,且可实现对农业信息的传输,能够满足农业人员对于农业信息采集的要求。

类壁虎农田信息采集机器人运动控制系统的研究

机器人作为引领未来的高科技产品,在各个行业的作用非常明显,发展前景十分广阔。类壁虎机器人是特种机器人的一个重要分支,具有高灵活性和机动性,可替代人完成重复、繁琐或者危险的劳动,不但可以对大型机器设备零部件进行探伤检测和灾后搜救工作,也可以应用于信息收集、军事、深山探险等领域。以DSP智能控制平台为核心模板,通过研究类壁虎机器人运动规划与控制系统,对农田信息进行实时采集,并根据农田作物的发病情况进行预警。实验表明:本文设计的农田信息采集机器人具有智能化程度高、控制精度高、灵活性大、可靠性强及开发周期短等显著特点,应用前景十分广阔。

基于云平台的农作物信息采集系统设计

随着我国现代科学技术水平的不断提高,智慧农业的建设范围不断扩大。物联网技术、大数据技术、云计算技术与智慧农业之间的联系也日益紧密。在农业信息检测技术方面,智慧农业经历了人工检测和自动检测两个阶段,逐渐实现了农业数字化的目标。然而,人工检测普遍存在精度较低、劳动强度较大、效率较低等问题,而自动检测则面临传感器布置困难、线束繁琐、维护费用高和扩展性不佳等挑战。为解决这些问题,设计了基于云平台的信息采集系统,搭载于农业信息采集机器人移动平台上,能够获取农作物的生长信息,并通过云平台与定点检测获得农作物生长环境信息融合,为农作物提供最适合生长的条件,从而确保农作物的产期和产量。