全球首例高原山地采茶機(jī)器人 無(wú)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)茶葉采摘識(shí)別

該機(jī)器人的主控板采用樹(shù)莓派和Arduino，驅(qū)動(dòng)板包括電機(jī)控制板和舵機(jī)控制板，傳感器為攝像頭，執(zhí)行單元包括電機(jī)和大扭力舵機(jī)。在采茶過(guò)程中，機(jī)器人采用PID閉環(huán)控制方法，通過(guò)傳感器采集環(huán)境信息并傳遞給樹(shù)莓派，判斷是否有一芽?jī)扇~并進(jìn)行定位。如果沒(méi)有一芽?jī)扇~，則驅(qū)動(dòng)電機(jī)再次尋找。如果有一芽?jī)扇~，則傳感器舵機(jī)進(jìn)行定位并向Arduino發(fā)送信號(hào)。通過(guò)Arduino控制的舵機(jī)控制板驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂完成采茶，從而實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。教育部科技查新工作站N12在2023年4月3日《基于改進(jìn)型YOLOv5神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的山地自主采茶機(jī)器人》科技查新報(bào)告結(jié)果顯示，經(jīng)過(guò)查新機(jī)構(gòu)對(duì)查新項(xiàng)目進(jìn)行國(guó)內(nèi)外對(duì)比分析，證明該機(jī)器人的智能識(shí)別程序研究?jī)H見(jiàn)于委托人（王白娟教授）課題組的文獻(xiàn)報(bào)道，未見(jiàn)采茶機(jī)器人的位移驅(qū)動(dòng)模塊文獻(xiàn)報(bào)道。

該項(xiàng)研發(fā)起始于2020年9月，研發(fā)期間共發(fā)表sci兩篇：

（中科院2區(qū)已在線），

（中科院4區(qū)已錄用），已授權(quán)實(shí)用新型專(zhuān)利1件，授權(quán)軟件著作權(quán)9件，另還申請(qǐng)多件發(fā)明專(zhuān)利。此外，該項(xiàng)研發(fā)獲第八屆云南省互聯(lián)網(wǎng)+大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽銅獎(jiǎng)。

該機(jī)器人由王白娟教授團(tuán)隊(duì)和勐海悅成農(nóng)業(yè)科技有限公司、中茶云南公司和昆明美林科技有限公司合作研發(fā)而成。目前已在云南山區(qū)無(wú)網(wǎng)絡(luò)地帶成功實(shí)現(xiàn)茶葉鮮葉采摘、鮮葉分級(jí)采摘、微光環(huán)境識(shí)別等功能。

對(duì)于高原山地采茶機(jī)器人的下一步開(kāi)發(fā)，王白娟教授表示，針對(duì)云南茶山霧氣較重等實(shí)際情況，團(tuán)隊(duì)將會(huì)做出改進(jìn)，以解決惡劣環(huán)境下機(jī)器人識(shí)別困難的問(wèn)題；針對(duì)機(jī)器人工作效率較低的情況，將進(jìn)一步開(kāi)發(fā)多機(jī)械臂同步采摘功能，真正實(shí)現(xiàn)快速高效茶園采摘，盡快實(shí)現(xiàn)從研發(fā)到實(shí)用的飛躍。

（云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 王白娟）

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