果园和葡萄园中自主机器人剪枝综述

手动剪枝具有劳动密集型特征，代表了水果生产中高达25%的年度劳动力成本，尤其是在苹果果园和葡萄园中，由于作业挑战和成本限制，大规模机械化的采纳受到限制。为此，正在调查研究紧凑、灵活的机器人平台，这些平台能够在多样化的土地上进行精确剪枝，尤其是在传统机械化不足之处。本文综述了近年来果园和葡萄园中自主机器人剪枝的最新进展，聚焦于精密农业中的关键需求。我们的综述涵盖2014至2024年间发表的文献，重点关注关键系统组件的创新贡献。特别关注机器视觉、感知、植物骨架化以及控制策略的最新发展，这些领域受到人工智能和机器学习进步的显著影响。该分析将这些技术趋势置于更广泛的农业挑战之中，包括日益增加的劳动力成本、年轻农民人数的下降，以及不同水果品种（如苹果、葡萄和樱桃树）的多样化剪枝要求。通过比较各种机器人体系结构和方法，本次调查不仅突出了实现自主剪枝的所作所为，还识别了关键的开放性挑战和未来研究方向。我们的发现凸显了机器人系统在手动操作与机械化操作之间搭建桥梁的潜力，为更高效、可持续和精确的农业实践铺平了道路。