用于奇异果采收和授粉的机器人

本研究是开发在架空式奇异果园中执行精准花粉喷雾和自动化采收的移动机器人项目的一部分。设计了多种奇异果脱落机制，其中一种概念的现场测试表明，该机制能够可靠地采摘奇异果。此外，此奇异果脱落机制能够到达约80%的果实，而前沿技术机制仅能到达不到70%的果实。通过检测花朵，然后在车轮上的喷雾器行喷洒溶液花粉，以实现人工授粉，机器人以最高时速1.4 m/s行驶。在测量果冠高度后，喷雾臂上下移动，以保持喷雾臂靠近花朵，使喷雾能够到达花朵，同时最小化与果冠的碰撞。移动机器人导航使用2D激光雷达在苹果园和藤蔓园中进行。由于架空结构仅提供少量用于行方向的数据，与从枝叶层获得的数据相比，激光雷达导航在奇异果园中更具挑战性，这些数据来自不规则的地面和其他园区中的物体。本文提出了多种从奇异果园中的3D激光雷达数据中提取结构定义特征的方法。此外，测试了一套3D激光雷达导航系统——该系统执行行 Following、行末检测和行末转向，在奇异果园中完成了超过30公里的自主驾驶。还测试了用于行检测和行Following的计算机视觉算法。计算机视觉算法在测试中表现与3D激光雷达行Following方法相当。