一种用于窄行距田间除草、具备自主充电与导航能力的低成本机器人

现代农业中的除草剂施用通常依赖大型喷雾机对作物与杂草无差别喷洒,或依赖需大量人工操作的便携喷雾机。前者导致除草剂过度使用与作物减产,后者在大规模作业中往往难以为继。本文提出了首个用于行栽作物杂草管理的全自主机器人,其具备基于计算机视觉的导航、杂草检测、全田覆盖与自动充电能力,成本低于400美元。目标应用为亚麻与油菜等作物田间、作物行间距小至一英尺的自主行间除草。所提机器人体积足够小,可在植物生长各阶段穿行于作物行间,同时检测杂草并喷洒除草剂。充电系统集成了新设计的机器人硬件、斜坡、机器人充电臂与移动充电站;并采用集成视觉算法有效辅助充电器对准,使机器人可在无外接电源情况下连续田间作业。此外,基于颜色的轮廓算法结合预处理技术,依托板载单目相机输入实现稳健导航。此类紧凑机器人用于农场可助力除草自动化,即便在生长后期亦可精准靶向杂草并减少除草剂用量。该机器人平台在北美达科他州亚麻田中进行了田间测试。