智能機(jī)器人在農(nóng)業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的主要應(yīng)用(共6頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上智能機(jī)器人在農(nóng)業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的主要應(yīng)用摘 要：通過對(duì)智能機(jī)器人在農(nóng)業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的主要應(yīng)用進(jìn)行研究，包括采摘機(jī)器人、嫁接機(jī)器人、耕耘機(jī)器人、除草機(jī)器人、噴農(nóng)藥機(jī)器人、插秧機(jī)器人、林木清潔機(jī)器人、飼喂機(jī)器人、禽蛋檢測(cè)與分級(jí)機(jī)器人。發(fā)現(xiàn)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)智能機(jī)器人的主要技術(shù)有感知與避障技術(shù)、機(jī)器視覺技術(shù)、信息融合技術(shù)及農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)。農(nóng)業(yè)機(jī)器人的智能問題、成本過高問題和易受環(huán)境變化的影響問題，需要進(jìn)一步研究解決。關(guān)鍵詞：智能機(jī)器人；農(nóng)業(yè)自動(dòng)化；主要技術(shù)；存在問題The Main Application of Intelligent Robot in the Field of Agric

2、ulture AutomationAbstract:The main application of intelligent robot in the field of agriculture automation is discussed. Thepicking robot, grafting robot, cultivating robot, weeding robot, spraying pesticides robot, planting robots, timber cleaning robot, feeding robots, egg inspection and grading r

3、obot are presented. The Perception and obstacle avoidance techniques, machine vision technology, information fusion technology and agricultural expert system are the main applications in agriculture intelligent robot technology. The intelligent problem of agricultural robots, high cost and the impac

4、t of environmental diversification shall be studied and solved in the future.Key words:intelligent robot; agricultural automation; main technology; existing problems引言新的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式和新技術(shù)的應(yīng)用促進(jìn)了農(nóng)業(yè)機(jī)械的更新和發(fā)展，智能農(nóng)業(yè)機(jī)械的技術(shù)條件已經(jīng)成熟。機(jī)械化的發(fā)展大大解放了勞動(dòng)力，促進(jìn)了社會(huì)化大生產(chǎn)，創(chuàng)造了無窮的社會(huì)財(cái)富，其影響重大而深遠(yuǎn)，農(nóng)業(yè)也因此發(fā)生了革命性的改變。對(duì)于必須處理復(fù)雜又模糊的信息，還要進(jìn)行綜合判斷的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

5、機(jī)械化來講，只有靠具有與人類相同的知識(shí)啟發(fā)和學(xué)習(xí)功能的智能機(jī)器人才可能得以實(shí)現(xiàn)?？梢灶A(yù)計(jì)，21世紀(jì)將是農(nóng)業(yè)機(jī)械向智能化方向發(fā)展的重要時(shí)期。此文就智能機(jī)器人的研究進(jìn)展、應(yīng)用于農(nóng)業(yè)智能機(jī)器人的主要技術(shù)、存在問題等方面進(jìn)行論述。1 農(nóng)業(yè)智能機(jī)器人的研究進(jìn)展隨著工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展，許多國(guó)家如日本、美國(guó)等對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)器人的研究工作逐漸啟動(dòng)，已研制出多種農(nóng)用機(jī)器人。中國(guó)從20世紀(jì)70年代末開始對(duì)機(jī)器人進(jìn)行研究。20世紀(jì)90年代以來，“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”技術(shù)的研究與應(yīng)用在發(fā)達(dá)國(guó)家受到了普遍的重視，已被國(guó)際農(nóng)業(yè)科技界認(rèn)為是21世紀(jì)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的先導(dǎo)技術(shù)之一。具有相當(dāng)智能的農(nóng)業(yè)機(jī)器人是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)體系中有效的裝備之一，從而

6、得到重視和發(fā)展。1.1 采摘機(jī)器人對(duì)農(nóng)業(yè)采摘機(jī)器人的研究已有40年的歷史，美國(guó)學(xué)者Schertz和Brown于1968年首次提出應(yīng)用機(jī)器人技術(shù)進(jìn)行果蔬的收獲。美國(guó)、加拿大、荷蘭、日本、英國(guó)等國(guó)均已開展了研究。1.1.1 番茄采摘機(jī)器人 日本的 Kondo 等研制的番茄收獲機(jī)器人，由機(jī)械手、末端執(zhí)行器、視覺傳感器、移動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制部分組成1-2，用彩色攝像機(jī)作為視覺傳感器尋找和識(shí)別成熟果實(shí)，用7自由度的SCORBOT-ER工業(yè)機(jī)器人，機(jī)械手活動(dòng)范圍大，能避開障礙物。為了不損傷果實(shí)，機(jī)械手的末端執(zhí)行器是帶有軟襯墊的吸引器，中間有壓力傳感器，把果實(shí)吸住后，利用機(jī)械手的腕關(guān)節(jié)把果實(shí)擰下。行走機(jī)構(gòu)有4個(gè)車

7、輪，能在田間自動(dòng)行走，利用機(jī)器人上的光傳感器和設(shè)置在地頭土埂的反射板，可檢測(cè)是否到達(dá)土埂，到達(dá)后自動(dòng)停止，轉(zhuǎn)動(dòng)后再繼續(xù)前進(jìn)。該番茄采摘機(jī)器人從識(shí)別到采摘完1個(gè)番茄只需要15 s，成功率在75%左右。1.1.2 黃瓜采摘機(jī)器人 日本的 Kondo 等研制的黃瓜采摘機(jī)器人，采用三菱MITSUBISHI RV-E2型6自由度機(jī)械手，利用CCD攝像機(jī)，根據(jù)黃瓜比葉莖對(duì)紅外光的反射率高的原理來識(shí)別黃瓜和葉莖3。黃瓜和柄的連接與番茄不同，因此采用擰摘方法較難，所以用剪斷方法，先把黃瓜抓住，用接觸傳感器找出柄，然后剪斷，采摘速度為16 s/個(gè)，由于黃瓜是長(zhǎng)條形，受到葉莖的影響更大，所以采摘的成功率較低，大約

8、在60%左右。1.1.3 蘑菇采摘機(jī)器人 蘑菇的生產(chǎn)集約化程度很高，但人工采摘蘑菇的效率低，且分類的質(zhì)量不易保證，從而制約了生產(chǎn)效率與經(jīng)濟(jì)效益的提高4。英國(guó)Silsoe研究院研制的蘑菇采摘機(jī)器人5，可以自動(dòng)測(cè)量蘑菇的位置、大小，并選擇性的采摘和修剪。他的機(jī)械手包括2個(gè)氣動(dòng)移動(dòng)關(guān)節(jié)和一個(gè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)組成；末端執(zhí)行器是帶有軟襯墊的吸引器；視覺傳感器采用TV攝像頭，安裝在頂部用來確定蘑菇的位置和大小。采摘成功率在75%左右，采摘速度為6.7 s/個(gè)。1.1.4 蘋果采摘機(jī)器人 韓國(guó) Kyungpook 大學(xué)所研制的蘋果采摘機(jī)器人3，其機(jī)械手工作空間可以達(dá)到3 m，具有4自由度，包括3個(gè)旋轉(zhuǎn)

9、關(guān)節(jié)和1個(gè)移動(dòng)關(guān)節(jié)。采用三指夾持器作為末端執(zhí)行器，內(nèi)有壓力傳感器避免損傷蘋果。利用CCD攝像機(jī)和光電傳感器識(shí)別果實(shí)，從樹冠外部識(shí)別蘋果時(shí)的識(shí)別率達(dá) 85%，速度達(dá)5 s/個(gè)。該機(jī)器人末端執(zhí)行器下方安裝有果實(shí)收集袋，縮短了從摘取到放置的時(shí)間，提高了采摘速度。1.1.5 西瓜采摘機(jī)器人 日本 Kyoto 大學(xué)研制出一個(gè) 5自由度液壓驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人用于收獲西瓜，包括機(jī)械手、末端執(zhí)行器、視覺傳感器和行走裝置6。因?yàn)槲鞴显诘孛嫔?，機(jī)器手由5個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)組成，使機(jī)械手能在地面工作。1.1.6 茄子采摘機(jī)器人 劉長(zhǎng)林等設(shè)計(jì)了一種實(shí)現(xiàn)田間茄子收獲機(jī)器人視覺系統(tǒng)的圖像識(shí)別方法7。通過判斷茄子圖像每點(diǎn)像素值差值實(shí)現(xiàn)分

10、割；通過模板操作及形態(tài)學(xué)上的閉運(yùn)算操作去除殘留物，最終找到茄子圖像的外接矩形完成提取。經(jīng)試驗(yàn)測(cè)定，對(duì)樣本茄子圖像提取成功率為97%，平均速度為0.152 s/個(gè)。1.1.7 櫻桃采摘機(jī)器人 日本的 Kanae 等研制了 1 臺(tái)櫻桃采摘機(jī)器人8。該櫻桃采摘機(jī)器人主要由1個(gè)4自由度的機(jī)械手、三維視覺傳感器、末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)、1臺(tái)電腦和移動(dòng)裝置構(gòu)成。三維視覺傳感器配備了紅外和紅外激光二極管，這2個(gè)激光束對(duì)對(duì)象的掃描同時(shí)進(jìn)行。通過處理三維視覺傳感器來識(shí)別果實(shí)和障礙物的位置，由此決定末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)軌跡。果實(shí)被末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)拾起，同時(shí)避免與障礙物碰撞。1.2 嫁接機(jī)器人日本農(nóng)產(chǎn)省 1989 年成立了 TGR

11、 技術(shù)嫁接研究所9。該研究所研制出了一種嫁接機(jī)器人，其嫁接過程分切斷、合位和接苗3個(gè)環(huán)節(jié)，該機(jī)器人為全自動(dòng)式，若本苗或嫁苗有缺苗時(shí)能自動(dòng)判別，并跳過缺苗盆。該機(jī)器人的嫁接成功率為97%，同時(shí)也大大提高了作業(yè)速度。中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的2JSZ-600型蔬菜自動(dòng)嫁接機(jī)采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)了蔬菜苗砧木和穗木的取苗、切苗、接合、塑料固定、排苗等嫁接作業(yè)的自動(dòng)化操作。1.3 移栽（育苗）機(jī)器人臺(tái)灣Ting和Yang等研制的移栽機(jī)器人，把幼苗從600 穴的育苗盤中移植到 48 穴的苗盤中3。機(jī)器人本體部分由 ADEPT-SCARA 型 4 自由度工業(yè)機(jī)器人和SNS 夾持器組成，位于頂部的視覺傳感器確定苗

12、盤的尺寸和苗的位置，力覺傳感器保證SNS夾持器夾住而不損傷蔬菜苗，在苗盤相鄰的情況下，單個(gè)苗移栽的時(shí)間在2.63.25 s之內(nèi)。1.4 耕耘機(jī)器人日本機(jī)電技術(shù)研究室開發(fā)出的耕作機(jī)器人9，在耕作場(chǎng)內(nèi)可進(jìn)行辨別、判斷自身位置和前進(jìn)方向的無人操作，其耕作效率與有人相同。1994年芬蘭開發(fā)出利用GPS和左右兩輪的轉(zhuǎn)速差進(jìn)行導(dǎo)航的小型履帶式車輛，Hate等開展了用彩色線條傳感器為傳感元件對(duì)車輛走向的研究，Yong等研制了以微型計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的車輛導(dǎo)向控制器，Choi設(shè)計(jì)了一種用無線電波定位傳感器的自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)，王榮本等設(shè)計(jì)了一種有線圖像識(shí)別式自動(dòng)引導(dǎo)車輛系統(tǒng)9-10。1.5 除草機(jī)器人除草機(jī)器人是由電子計(jì)

13、算機(jī)操作并用雷達(dá)控制的無人駕駛機(jī)械9。德國(guó)農(nóng)業(yè)專家采用計(jì)算機(jī)、GPS定位系統(tǒng)和多用途拖拉機(jī)綜合技術(shù)，研制出可準(zhǔn)確施用除草劑的機(jī)器人。其特點(diǎn)是，當(dāng)機(jī)器人到達(dá)雜草多的地塊時(shí)，GPS接收器便會(huì)做出雜草位置的坐標(biāo)定位圖，機(jī)械桿式噴霧器相應(yīng)部分立即啟動(dòng)進(jìn)行除草劑的噴灑。英國(guó)科技人員開發(fā)的菜田除草機(jī)器人使用的是1臺(tái)攝像機(jī)、1臺(tái)識(shí)別野草、蔬菜和土壤圖像的計(jì)算機(jī)組合裝置，利用計(jì)算機(jī)掃描和圖像分析，層層推進(jìn)除草作業(yè)。美國(guó)密歇根大學(xué)開發(fā)了草坪修整機(jī)器人，利用已修和未修草坪的分界線進(jìn)行無人駕駛操作割草作業(yè)。日本“久保田鐵工”在割草機(jī)前端裝有攝像機(jī)，利用圖像處理判斷分割區(qū)域，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛作業(yè)。中國(guó)陳勇等研究了控制農(nóng)田

14、雜草的直接施藥方法，并研制了基于該方法的除草機(jī)器人11，該研究減少了除草劑用量并消除霧滴飄移現(xiàn)象，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境。1.6 噴農(nóng)藥機(jī)器人日本開發(fā)的噴農(nóng)藥機(jī)器人外形很像一部小汽車，機(jī)器人上裝有感應(yīng)傳感器、自動(dòng)噴藥控制裝置及壓力傳感器等12。在果園內(nèi)沿著噴藥作業(yè)路徑鋪設(shè)感應(yīng)電纜，工作時(shí)，電纜中流過由發(fā)送機(jī)發(fā)出的電流，在電纜周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)。機(jī)器人上的控制裝置根據(jù)傳感器檢測(cè)到的磁場(chǎng)信號(hào)控制機(jī)器人的走向。噴藥機(jī)器人能夠全自動(dòng)對(duì)樹木進(jìn)行噴藥，控制系統(tǒng)還能夠根據(jù)方向傳感器和速度傳感器的輸出，判斷是直行還是轉(zhuǎn)彎。噴藥機(jī)器人的前端裝有2個(gè)障礙物傳感器（超聲波傳感器）和按觸傳感器，可以檢測(cè)到前方約1 m左右距離的情況

15、，當(dāng)有障礙物時(shí)，行走和噴藥均停止；當(dāng)機(jī)器人和障礙物接觸時(shí)，接觸傳感器發(fā)出信號(hào)，動(dòng)作全部停止；機(jī)器人左右兩側(cè)裝有緊急手動(dòng)按鈕，可以用手動(dòng)按鈕緊急停止。1.7 插秧機(jī)器人日本研制的插秧機(jī)器人在沒有任何人力的協(xié)助下，由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行控制，并通過全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)進(jìn)行導(dǎo)航，最后通過感應(yīng)器和其他一些裝置來計(jì)算出動(dòng)作的角度和方向，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)稻田工作的精確定位12。作業(yè)時(shí)水稻秧苗預(yù)先由傳送帶傳送到約2 m長(zhǎng)的栽培墊上。然后由機(jī)器人推動(dòng)插秧機(jī)，把稻苗栽進(jìn)稻田里。機(jī)器人能夠根據(jù)指令準(zhǔn)確地在稻田穿行，移動(dòng)誤差也小于10 cm，碰到田埂還能自行做180大轉(zhuǎn)彎后繼續(xù)勞作。每個(gè)機(jī)器人每20 min可種植約1 000 m2的

16、稻田，中途無須作任何停頓。1.8 林木清潔機(jī)器人清潔是造林撫育作業(yè)，主要是針對(duì)改善約3 m高的青年林木的生長(zhǎng)環(huán)境。相較于其他森林活動(dòng)清潔的成本在增加，以致在瑞典每年清洗面積在減少。因此，機(jī)器人清洗是提高盈利能力的關(guān)鍵。Karin等設(shè)計(jì)了一款林木清潔機(jī)器人13，該機(jī)器人能夠根據(jù)樹木特征庫(kù)識(shí)別樹木是否應(yīng)作為主干或選擇被截?cái)唷C(jī)器人能夠獨(dú)立運(yùn)作并在無人值守的動(dòng)態(tài)和非確定性環(huán)境下工作。1.9 飼喂機(jī)器人歐洲科學(xué)家的研究表明，奶牛的精確飼喂和每天多次飼喂不僅可以提高奶牛的產(chǎn)奶量、增強(qiáng)奶牛的體質(zhì)、減少生病機(jī)會(huì)，還能提高飼料的利用率14。精確飼喂的機(jī)器人主要由行走機(jī)構(gòu)、料箱、分料螺旋和控制系統(tǒng)等部分組成，利

17、用霍爾傳感器和無線識(shí)別裝置分別實(shí)現(xiàn)自身的精確定位以及奶牛的識(shí)別。機(jī)器人的控制器采用PIC16F877微處理器構(gòu)成，主要完成機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制以及與管理微機(jī)的數(shù)據(jù)交換。1.10 禽蛋檢測(cè)與分級(jí)機(jī)器人對(duì)每一枚禽蛋進(jìn)行自動(dòng)清洗、檢測(cè)、分級(jí)、噴碼后銷售或深加工，既可使消費(fèi)者了解每個(gè)鮮蛋的生產(chǎn)時(shí)間、商標(biāo)、質(zhì)量等級(jí)等信息，實(shí)現(xiàn)按質(zhì)論價(jià)優(yōu)材優(yōu)用，又可以防止生產(chǎn)過程中的交叉感染，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的可追蹤性，既提高了生產(chǎn)者的收益，又確保了消費(fèi)者的利益15。美國(guó)、日本、荷蘭等國(guó)家鮮蛋處理的自動(dòng)化技術(shù)水平很高，鮮蛋加工處理設(shè)備有：氣吸式集蛋傳輸設(shè)備、清洗消毒機(jī)、干燥上膜機(jī)、分級(jí)包裝機(jī)和電膠打碼（或噴碼）)機(jī)等，對(duì)禽蛋進(jìn)行單個(gè)

18、、不接觸人的處理，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)高精度無破損的處理和分級(jí)包裝，如荷蘭Hot-Cheers 公司推出的 FPS MOBA 電腦控制雞蛋分級(jí)、包裝機(jī)。王樹才等為了實(shí)現(xiàn)禽蛋檢測(cè)與分級(jí)的自動(dòng)化，建立一種輕型自動(dòng)化系統(tǒng)，即禽蛋檢測(cè)與分級(jí)智能機(jī)器人系統(tǒng)(SIRDGE)。SIRDGE將禽蛋的破損檢測(cè)、內(nèi)部品質(zhì)檢測(cè)以及檢測(cè)和分級(jí)時(shí)的搬運(yùn)工作聯(lián)系起來，統(tǒng)一由一個(gè)關(guān)節(jié)型機(jī)器人來完成，能實(shí)現(xiàn)禽蛋檢測(cè)和分級(jí)的全程自動(dòng)化。2 應(yīng)用于農(nóng)業(yè)智能機(jī)器人的主要技術(shù)農(nóng)業(yè)機(jī)器人仍屬于機(jī)器人的范疇，他不僅是機(jī)械與電子的簡(jiǎn)單結(jié)合，也是融合檢測(cè)傳感技術(shù)、信息處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)、精密機(jī)械技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等多種技術(shù)于一體的交叉

19、學(xué)科與綜合。2.1 自主導(dǎo)航與路徑規(guī)劃（感知與避障技術(shù)）農(nóng)業(yè)多機(jī)器人在執(zhí)行任務(wù)過程中，需感知多變環(huán)境中的行走路線、被枝葉遮擋的加工對(duì)象、運(yùn)行中的動(dòng)態(tài)機(jī)器人等，這是農(nóng)業(yè)多機(jī)器人準(zhǔn)確完成群體運(yùn)移、定位工作、工作任務(wù)執(zhí)行的基礎(chǔ)16。目前農(nóng)業(yè)單體機(jī)器人主要利用GPS粗定位，定位精度達(dá)到了厘米級(jí)，融合陀螺儀、路標(biāo)檢測(cè)、地圖匹配、CCD彩色攝像機(jī)識(shí)別等多種信息檢測(cè)手段正被研究應(yīng)用，該檢測(cè)手段促使單體機(jī)器人運(yùn)移感知、作業(yè)環(huán)境定位等廣播通信方式下的系統(tǒng)環(huán)境信息共享。目前發(fā)展的彩色CCD攝像機(jī)識(shí)別與定位作業(yè)感知系統(tǒng)，雖感知過程的迭代計(jì)算比黑白CCD攝像機(jī)工作量大，但感知的信息量大，能改進(jìn)作業(yè)質(zhì)量，適度降低整機(jī)硬

20、件成本，適應(yīng)更廣泛的工作環(huán)境條件，因此在分散式、分布式農(nóng)業(yè)多機(jī)器人系統(tǒng)開發(fā)有較多應(yīng)用。2.2 目標(biāo)探測(cè)與定位技術(shù)（機(jī)器視覺技術(shù)）任何一種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)器人的正常工作均有賴于對(duì)作業(yè)對(duì)象的正確識(shí)別與定位，但由于作業(yè)環(huán)境的復(fù)雜性，特別是光照條件的不確定性、環(huán)境的相似性、個(gè)體差異性和遮擋等問題的存在，致使對(duì)作業(yè)對(duì)象的識(shí)別與定位技術(shù)仍是有待于解決的關(guān)鍵技術(shù)17。目前主要采用機(jī)器視覺技術(shù)，但需要融合其他技術(shù)，并改進(jìn)圖像獲取和圖像處理算法等，以提高識(shí)別與定位的準(zhǔn)確性與精確度。機(jī)器視覺技術(shù)利用圖像傳感器獲取物體的圖像，將圖像轉(zhuǎn)換成一個(gè)數(shù)據(jù)矩陣，并利用計(jì)算機(jī)來分析圖像，同時(shí)完成一個(gè)與視覺有關(guān)的任務(wù)18。機(jī)器視覺技術(shù)

21、在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的研究與應(yīng)用，始于20世紀(jì)70年代末期，研究主要集中于桃、香蕉、西紅柿、黃瓜等農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)檢測(cè)和分級(jí)。農(nóng)作物收獲自動(dòng)化是機(jī)器視覺技術(shù)在收獲機(jī)械中的應(yīng)用，是近年來最熱門的研究課題之一。其基本原理是在收獲機(jī)械上配備攝像系統(tǒng)，采集田間或果樹上作業(yè)區(qū)域圖像，運(yùn)用圖像處理與分析的方法判別圖像中是否有目標(biāo)（如水果、蔬菜等），發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后，引導(dǎo)機(jī)械手完成采摘。2.3 信息融合技術(shù)農(nóng)業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)的定位與導(dǎo)航及作業(yè)對(duì)象的識(shí)別與定位應(yīng)具有更高的智能特性，因此需要融合多種傳感器信息或一些經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境信息的充分理解，便于機(jī)器人做出正確的決策17。信息融合能提高系統(tǒng)的可靠性與分辨率，增加測(cè)量空間維數(shù)，

22、拓寬活動(dòng)范圍，從而提高系統(tǒng)在復(fù)雜條件下正常工作的適應(yīng)性與魯棒性。但是，為了提高系統(tǒng)性能，需要結(jié)合新的理論不斷改進(jìn)與完善信息融合算法，也需要加強(qiáng)信息融合效果評(píng)價(jià)的研究。2.4 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)專家系統(tǒng)一般都具有1個(gè)或多個(gè)知識(shí)庫(kù)、規(guī)則庫(kù)，能自動(dòng)進(jìn)行推理和邏輯判斷，有些還有數(shù)據(jù)檢測(cè)、智能運(yùn)算功能，以及友好的人機(jī)界面，生產(chǎn)人員稍作培訓(xùn)后就可熟練掌握。專家系統(tǒng)還被用于農(nóng)業(yè)中的灌溉系統(tǒng)等方面，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中正受到越來越廣泛的重視19。專家系統(tǒng)（ES）技術(shù)與全球定位系統(tǒng)（GPS）技術(shù)、地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)、遙感（RS）技術(shù)等結(jié)合在一起，構(gòu)成了精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)控制平臺(tái)，而專家系統(tǒng)是這個(gè)平臺(tái)的核心，他綜合所得到的數(shù)

23、據(jù)和知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)，從人口、效益、資源和環(huán)境等方面綜合考慮，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供智能化、形象直觀的信息和決策服務(wù)，具體到為每一塊農(nóng)田提供品種、施肥、灌溉、病蟲害防治、產(chǎn)后處理和銷售等的輔助決策。將來建造農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)更多地需要數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)挖掘、貝葉斯概念推理等理論的支持。3 存在問題3.1 農(nóng)業(yè)機(jī)器人的智能問題農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)要求農(nóng)業(yè)機(jī)器人具有相當(dāng)?shù)闹悄芎腿嵝陨a(chǎn)能力以適應(yīng)復(fù)雜的非結(jié)構(gòu)環(huán)境，例如辨識(shí)和避障能力等。專家紛紛把研究重心從機(jī)械部分轉(zhuǎn)向機(jī)器視覺、人工智能方面，力圖解決農(nóng)業(yè)機(jī)器人的智能問題。技術(shù)上在自動(dòng)導(dǎo)航、視覺辨識(shí)定位等方面已有成熟的解決方案，但總的來講，智能系統(tǒng)的發(fā)展還不夠完善，農(nóng)業(yè)機(jī)器人的

24、智能程度還不能滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要，很多任務(wù)無法由農(nóng)業(yè)機(jī)器人單獨(dú)完成，且高智能帶來的高成本也制約著農(nóng)業(yè)機(jī)器人的發(fā)展應(yīng)用。3.2 農(nóng)業(yè)機(jī)器人的成本過高問題目前研制出來的農(nóng)業(yè)機(jī)器人大都只針對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)某一環(huán)節(jié)的某一項(xiàng)作業(yè)而言，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的特征之一是季節(jié)性強(qiáng)，造成了農(nóng)業(yè)機(jī)器人的使用效率低，間接地增加了農(nóng)業(yè)機(jī)器人的成本。其性價(jià)比不能滿足市場(chǎng)的需要，成為制約農(nóng)業(yè)機(jī)器人商業(yè)化和進(jìn)一步研究應(yīng)用的瓶頸問題。3.3 農(nóng)業(yè)機(jī)器人易受環(huán)境變化的影響問題在農(nóng)業(yè)機(jī)器視覺導(dǎo)航應(yīng)用中，存在受自然光照等外界環(huán)境干擾較大，作物品種差異大、作物缺失、背景多變等復(fù)雜因素，單一的視覺傳感器越來越難以滿足精確定位的要求，因受環(huán)境變化的影響，

25、檢測(cè)導(dǎo)航信息的穩(wěn)定性也大受影響20。4 結(jié)束語通過對(duì)國(guó)內(nèi)外農(nóng)業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用的介紹，可以看出農(nóng)業(yè)機(jī)械化進(jìn)程較快的歐美一些國(guó)家已經(jīng)證明了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)能夠產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益，農(nóng)業(yè)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展水平較高的日本也充分證明了農(nóng)業(yè)機(jī)器人技術(shù)能夠大大解放生產(chǎn)力，提高農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)器人的發(fā)展有待于積極大力地推進(jìn)，克服其局限性，加大對(duì)已有農(nóng)業(yè)機(jī)器人的改進(jìn)，設(shè)計(jì)制造出適應(yīng)中國(guó)具體國(guó)情的農(nóng)業(yè)機(jī)器人，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平的提高創(chuàng)造生產(chǎn)條件，最終促進(jìn)中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速、穩(wěn)定地發(fā)展。參考文獻(xiàn)1 Kondo N, Monta M. Basic study on chrysanthemun cutting

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