自动可视除草机器人系统设计

吴 健，闫 磊，钱 桦，刘 广，尹振波

（北京林业大学工学院，北京 100083）

国内外的大多数除草机器人都是采用喷洒除草剂的方式除草，对环境造成了一定污染，也增加了农药残留。因此，很多国家已经颁布法令明令禁止使用化学除草剂。而采用手扶式中耕机或牵引式除草设备除草，既耗时又费力。近年来，国内外的一些科研院所对除草机器人做了大量研究。如美国加州大学戴维思分校生物与农业工程系Slaughter教授的团队介绍了除草机器人原型[1]；德国农业专家采用计算机、GPS定位系统和多用途拖拉机综合技术，研制出可准确施用除草剂的机器人，其特点是当机器人到达杂草多的地块时，GPS接收器便会做出杂草位置的坐标定位图，机械杆式喷雾器相应部分立即启动进行除草剂的喷洒[2]；南京林业大学陈勇教授等研制了一种除草机器人，由本体、多关节机械臂、末端执行器、杂草识别摄像头和导航摄像头组成[3-4]，主要用于控制玉米行间杂草。

除草机器人应用于农业生产中已经相当普遍，而在林木苗圃生产中的应用却不多见。笔者研制的除草机器人主要应用于林地苗圃，采用机械方式对苗圃行间的杂草进行清除。这种方式更加环保。结合国内外的相关研究，将机械式的执行机构安装在机械臂端部，利用现有的机器视觉技术和多传感器融合技术，提高识别的准确性和精确度，实现除草作业的智能化。

1 除草机器人系统

除草机器人系统设计可以分为机械结构设计和控制系统设计。……