随着电子计算机和自动控制技术的迅速发展、农业高新科技的应用和推广,农业机器人已逐步进入到农业生产领域中,并将促进现代农业向着装备机械化、生产智能化的方向发展。果蔬采摘是农业生产中季节性强、劳动强度大、作业要求高的一个重要环节,研究和开发果蔬采摘的智能机器人技术对于解放劳动力、提高劳动生产效率、降低生产成本、保证新鲜果蔬品质,以及满足作物生长的实时性要求等方面都有着重要的意义。
工业领域是机器人技术的传统应用领域,目前已经得到了相当成熟的应用;而采摘机器人工作在高度非结构化的复杂环境下,作业对象是有生命力的新鲜水果或蔬菜。同工业机器人相比,采摘机器人具有以下的特点: ①作业对象娇嫩、形状复杂且个体状况之间的差异性大,需要从机器人结构、传感器、控制系统等方面加以协调和控制; ②采摘对象具有随机分布性,大多被树叶、树枝等掩盖,增大了机器人视觉定位难度,使得采摘速度和成功率降低,同时对机械手的避障提出了更高的要求; ③采摘机器人工作在非结构化的环境下,环境条件随着季节、天气的变化而发生变化,环境信息完全是未知的、开放的,要求机器人在视觉、知识推理和判断等方面有相当高的智能; ④采摘对象是有生命的、脆弱的生物体,要求在采摘过程中对果实无任何损伤,从而需要机器人的末端执行器具有柔顺性和灵巧性; ⑤高智能导致高成本,农民或农业经营者无法接受,并且采摘机器人的使用具有短时间、季节性、利用率不高的缺点,是限制采摘机器人推广使用的重要因素。
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