大田农业机器人概述 - 大田农业机器人指在大田环境下执行作物表型分析、农情巡检、墒情检测、杂草去除、土地平整及特种作物收获等任务的自主装备，关键技术包括精准导航、机器视觉、智慧决策、自主行走和智能作业控制 [1] 信息获取类机器人 - 主要功能为采集作物发育表型、长势、病虫草害及土壤理化性质数据，用于品种选育和田间管理决策，技术难点在于高性价比传感器研发和田间巡检平台稳定行走设计 [2] - 荷兰Phenospex、德国LemnaTec和法国RoboPec开发的龙门式/悬臂式植物表型机器人可实现昼夜扫描，每日分析面积达10000平方米，精准测量植物高度、叶面积等参数 [2] - 上海交通大学研发的全地形适应性巡检机器人采用8轮错位构型与柔性驱控算法，保障激光传感器和鱼眼相机图像稳定性 [2] - 加拿大萨斯喀彻温大学的高通量油菜表型监测平台集成GIS标注功能，美国卡耐基梅隆大学的机器人通过激光扫描实现玉米茎强度等数据测量 [2] - 美国伊利诺伊大学开发的TerraSentia机器人利用深度学习算法监测作物生长活力、识别病害并预估产量 [3] 田间耕种类机器人 - 通过自主导航与伺服控制技术实现土地耕整、播种和移栽，技术难点包括高程图实时绘制、精量播种及移栽中的识苗补苗问题 [7] - 联适导航的自主平地机器人基于北斗卫星实时绘制高程图，通过动态调整平地铲高度实现精准平整 [7] - 德国乌尔姆应用科学大学的OptiVisor云控系统可协调多机器人机群的播种密度、路径规划及避碰 [8] - 魏新华团队设计的穴盘苗移栽系统实现96.9%的钵苗移栽成功率 [8] 田间管理类机器人 - 通过视觉识别与定位技术完成除草、喷药和追肥，技术难点为作物杂草实时识别与精准对靶作业 [9] - 澳大利亚昆士兰科技大学的AgBot II机器人团队协作除草，识别成功率超90% [10] - 美国BlueRiver的See&Spray机器人通过高分辨率摄像机实现单株杂草个性化喷施，瑞士EcoRobotix的太阳能除草机器人减少农药用量20倍 [12] - 美国Carbon Robotics的激光除草机器人可同时瞄准8处目标，精度达3 mm [12] 田间收获类机器人 - 通过机器视觉实现差异化精准收获，技术难点为高效低损末端执行器设计 [21] - 翟长远团队研发的甘蓝收获机器人结合北斗定位与机器视觉，完成对行采收并协同运输 [21] - 美国CROO Robotics的草莓收获机器人采用柔性分离末端执行器，实现快速采收与集箱 [21] - 荷兰Cerescon的白芦笋收获机器人采收效率达0.3 hm²/h，AvL Motion的多末端执行器平均每株收获时间1.3秒 [23]