除草机器人执行机构及任务信息管理系统设计开题报告

全文总字数：861字

1. 研究目的与意义

农田间的杂草与农作物争夺养料、水分、阳光和空间，降低作物的产量和质量，是在作物田中弊大于利的植物。此外，杂草还是各种病虫害的中间寄生和越冬寄主。农田杂草直接或间接影响着农业生产，极大地降低了农作物产量和品质。农田草害一直是阻碍我国农业生产快速持续发展、农作物产量提高的一个重要因素。

除草机器人弥补了传统除草方式的弊端，能替人类除草，减小工作量，同时能够减少农药使用、保护农田生态环境，服务农业生产。开发除草机器人十分必要，从长远看，将具有很高的经济效益。

2. 国内外研究现状分析

国内外对农田杂草识别及除草机器人研究已经开展多年。美国伊利诺依大学研究了应用机器视觉系统采集和计算杂草分布特性，进行施用量决策并控制喷头工作的智能喷雾机。澳大利亚科研人员研发出一种智能化农田施药机械，它在田间移动时，能借助专门的电子传感器来区分庄稼和杂草，一旦发现杂草便喷洒除草剂。日本推出了草坪除杂草机器人，用照相机拍摄图像，利用图像分析自动识别杂草并确定位置和中心，控制操作器自动接近杂草并将其除掉，再放入存草器内。在国内，南京林业大学陈勇教授率先提出了基于直接施药方法的除草机器人，设计了由主体、机械臂、轮子和摄像头组成的自动施药除草机器人。通过机器视觉检测出杂草，利用机械臂进行直接施药方法除草。江苏大学邱白晶等进行了割草机器人避障行为以及控制研究，GPS与数字罗盘组合导航系统研究等。

3. 研究的基本内容与计划

第1周 ：了解除草机器人的结构和气动系统的概念及原理并初步确定研究方案。

第2-4周：研究设计气路系统及其控制器（涉及气动元器件选型，参数计算等）。

第5-8周：研究机器人条形码的编写与读取。

4. 研究创新点

机器人拥有读取条形码的功能，温室地面划分不同的地块，可以根据每个地块中不同的植物及其生长需要采取除草或者除虫等措施。打算根据读出的条形码相关信息进行相应的动作。