面向人工采收作物收获运输物流改进的协作移动机器人预测调度

鲜食水果人工采收的机械化是水果产业可持续发展面临的最大挑战之一。在草莓和鲜食葡萄等部分鲜食作物的人工采收过程中，采摘者需花费大量时间步行将装满的托盘运至田边的收集站。对此类作物提升采收自动化程度的一个步骤是部署采收辅助协作机器人（co-bots）来运输空托盘与满托盘，从而通过减少采摘者的非生产步行时间来提高采收效率。本文介绍了一种协作机器人采收辅助系统的开发及其在商业草莓采收中的评估。该系统的核心是一个预测性随机调度算法，可最小化期望非采摘时间，从而最大化采收效率。在评估实验中，当机器人与采摘者比例为1:3时，协作机器人使平均采收效率提升约10%，平均非生产时间减少60%。本工作所提出的概念可应用于其他涉及步行运输作物的人工采收作物的机器人采收辅助。