本書以農(nóng)業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)構(gòu)成為主線，結(jié)合具體作業(yè)環(huán)境和設(shè)計(jì)開發(fā)案例，向?qū)W生普及農(nóng)業(yè)機(jī)器人的硬件結(jié)構(gòu)組成、感知方式，控制決策系統(tǒng)以及農(nóng)業(yè)環(huán)境的導(dǎo)航系統(tǒng)，介紹農(nóng)業(yè)機(jī)器人工作方式與特點(diǎn)和涉及的關(guān)鍵技術(shù)，并深刻理解農(nóng)業(yè)機(jī)器人在面對(duì)極具多樣性和變化性的非結(jié)構(gòu)化環(huán)境中的解決方法，系統(tǒng)介紹農(nóng)業(yè)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用前沿知識(shí)。突出工程教育理念，以學(xué)生為中心、以成果為導(dǎo)向設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，書中將提供生動(dòng)形象同時(shí)又淺顯易懂的實(shí)際機(jī)器人案例，幫助學(xué)生理解抽象晦澀的機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)控制等理論。
第1章 緒論
1.1 農(nóng)業(yè)機(jī)器人簡(jiǎn)介
1.2 農(nóng)業(yè)機(jī)器人發(fā)展歷史
1.2.1 機(jī)器人的發(fā)展
1.2.2 農(nóng)業(yè)機(jī)器人的發(fā)展
1.2.3 農(nóng)業(yè)機(jī)器人
1.3 智慧農(nóng)業(yè)與無(wú)人農(nóng)場(chǎng)
1.3.1 智慧農(nóng)業(yè)
1.3.2 農(nóng)業(yè)機(jī)器人與無(wú)人農(nóng)場(chǎng)
1.4 總結(jié)與展望
1.4.1 總結(jié)
1.4.2 展望
思考題
參考文獻(xiàn)
第2章 農(nóng)業(yè)機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)
2.1 農(nóng)業(yè)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.1.1 螺旋槳式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)
2.1.2 車輪式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)
2.1.3 履帶式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)
2.1.4 軌道式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)
2.2 操作臂設(shè)計(jì)
2.2.1 操作臂的機(jī)構(gòu)
2.2.2 操作臂機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖畫法
2.2.3 操作臂的驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)
2.3 末端執(zhí)行器設(shè)計(jì)
2.3.1 末端執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)
2.3.2 末端執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
2.3.3 末端執(zhí)行器感知系統(tǒng)
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思考題
參考文獻(xiàn)
第3章 農(nóng)業(yè)機(jī)器人感知系統(tǒng)
3.1 視覺感知系統(tǒng)
3.1.1 圖像采集
3.1.2 信息處理
3.1.3 視覺感知系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用
3.2 全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)
3.2.1 GPS
3.2.2 GLONASS
3.2.3 GALILEO
3.2.4 北斗(BD)
3.2.5 衛(wèi)星導(dǎo)航的增強(qiáng)系統(tǒng)與差分技術(shù)
3.2.6 GNSS在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用
3.3 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)
3.3.1 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的概念
3.3.2 平臺(tái)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)
3.3.3 捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)
3.3.4 發(fā)展趨勢(shì)
3.4 激光雷達(dá)
3.4.1 單線激光雷達(dá)
3.4.2 多線激光雷達(dá)
3.4.3 激光雷達(dá)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用
3.5 其他傳感器
3.5.1 內(nèi)部傳感器
3.5.2 聽覺傳感器
3.5.3 顏色識(shí)別傳感器
3.5.4 嗅覺傳感器
3.5.5 距離傳感器
3.5.6 環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器
3.5.7 生物傳感器
3.6 多傳感器融合
思考題
參考文獻(xiàn)
第4章 農(nóng)業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)
4.1 行走機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)
4.1.1 輪式機(jī)構(gòu)
4.1.2 履帶式機(jī)構(gòu)
4.1.3 腿式機(jī)構(gòu)
4.1.4 復(fù)合式機(jī)構(gòu)
4.2 操作臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)
4.2.1 操作臂的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)描述
4.2.2 齊次變換矩陣
4.2.3 操作臂的D-H建模方法
4.3 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.3.1 通用控制器
4.3.2 導(dǎo)航?jīng)Q策控制
4.3.3 轉(zhuǎn)向操縱控制
4.3.4 執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制
4.4 機(jī)器人控制系統(tǒng)案例
4.4.1 水質(zhì)監(jiān)測(cè)機(jī)器人
4.4.2 水下仿生機(jī)器海豚系統(tǒng)建模
4.4.3 機(jī)器海豚深度控制
4.4.4 天然橡膠智能割膠機(jī)器人
拓展閱讀
思考題
參考文獻(xiàn)
第5章 農(nóng)業(yè)機(jī)器人自主導(dǎo)航系統(tǒng)
5.1 導(dǎo)航路徑規(guī)劃
5.1.1 全局路徑規(guī)劃
5.1.2 局部路徑規(guī)劃
5.2 障礙物檢測(cè)與避障
5.2.1 障礙物檢測(cè)
5.2.2 避障控制
5.3 機(jī)器人操作系統(tǒng)
5.3.1 ROS的起源
5.3.2 ROS的工作機(jī)制
5.4 多機(jī)器人協(xié)同系統(tǒng)
5.4.1 多臺(tái)機(jī)械的無(wú)人追隨系統(tǒng)
5.4.2 基于多臺(tái)農(nóng)機(jī)的協(xié)調(diào)作業(yè)系統(tǒng)
5.4.3 室內(nèi)機(jī)器人協(xié)同作業(yè)
5.4.4 室外機(jī)器人協(xié)同作業(yè)
5.4.5 多機(jī)協(xié)同導(dǎo)航作業(yè)遠(yuǎn)程管理平臺(tái)
思考題
參考文獻(xiàn)
第6章 應(yīng)用實(shí)例
6.1 大田機(jī)器人
6.1.1 無(wú)人收獲機(jī)器人
6.1.2 田間管理機(jī)器人
6.2 果園機(jī)器人
6.2.1 果園對(duì)靶噴霧機(jī)器人
6.2.2 果園收獲機(jī)器人
6.3 設(shè)施園藝機(jī)器人
6.3.1 果實(shí)采摘機(jī)器人
6.3.2 表型測(cè)量機(jī)器人
6.4 養(yǎng)殖機(jī)器人
6.4.1 農(nóng)用無(wú)人船
6.4.2 畜牧巡檢機(jī)器人
6.4.3 畜禽舍防疫消毒機(jī)器人
6.4.4 食用菌采收機(jī)器人
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思考題
參考文獻(xiàn)
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