本書以農(nóng)業(yè)機器人的系統(tǒng)構(gòu)成為主線，結(jié)合具體作業(yè)環(huán)境和設(shè)計開發(fā)案例，向?qū)W生普及農(nóng)業(yè)機器人的硬件結(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)機器人工作方式與特點和涉及的關(guān)鍵技術(shù)，并深刻理解農(nóng)業(yè)機器人在面對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)機器人技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用前沿知識。突出工程教育理念，以學(xué)生為中心、以成果為導(dǎo)向設(shè)計教學(xué)內(nèi)容，書中將提供生動形象同時又淺顯易懂的實際機器人案例，幫助學(xué)生理解抽象晦澀的機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計、系統(tǒng)運動學(xué)、動力學(xué)控制等理論。
第1章 緒論
1.1 農(nóng)業(yè)機器人簡介
1.2 農(nóng)業(yè)機器人發(fā)展歷史
1.2.1 機器人的發(fā)展
1.2.2 農(nóng)業(yè)機器人的發(fā)展
1.2.3 農(nóng)業(yè)機器人
1.3 智慧農(nóng)業(yè)與無人農(nóng)場
1.3.1 智慧農(nóng)業(yè)
1.3.2 農(nóng)業(yè)機器人與無人農(nóng)場
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
第2章 農(nóng)業(yè)機器人機械結(jié)構(gòu)
2.1 農(nóng)業(yè)機器人驅(qū)動機構(gòu)設(shè)計
2.1.1 螺旋槳式驅(qū)動機構(gòu)
2.1.2 車輪式驅(qū)動機構(gòu)
2.1.3 履帶式驅(qū)動機構(gòu)
2.1.4 軌道式驅(qū)動機構(gòu)
2.2 操作臂設(shè)計
2.2.1 操作臂的機構(gòu)
2.2.2 操作臂機構(gòu)簡圖畫法
2.2.3 操作臂的驅(qū)動和傳動
2.3 末端執(zhí)行器設(shè)計
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
第3章 農(nóng)業(yè)機器人感知系統(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
3.4 激光雷達
3.4.1 單線激光雷達
3.4.2 多線激光雷達
3.4.3 激光雷達在農(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
第4章 農(nóng)業(yè)機器人控制系統(tǒng)
4.1 行走機構(gòu)運動學(xué)
4.1.1 輪式機構(gòu)
4.1.2 履帶式機構(gòu)
4.1.3 腿式機構(gòu)
4.1.4 復(fù)合式機構(gòu)
4.2 操作臂的運動學(xué)
4.2.1 操作臂的運動狀態(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
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)行機構(gòu)控制
4.4 機器人控制系統(tǒng)案例
4.4.1 水質(zhì)監(jiān)測機器人
4.4.2 水下仿生機器海豚系統(tǒng)建模
4.4.3 機器海豚深度控制
4.4.4 天然橡膠智能割膠機器人
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思考題
參考文獻
第5章 農(nóng)業(yè)機器人自主導(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 障礙物檢測與避障
5.2.1 障礙物檢測
5.2.2 避障控制
5.3 機器人操作系統(tǒng)
5.3.1 ROS的起源
5.3.2 ROS的工作機制
5.4 多機器人協(xié)同系統(tǒng)
5.4.1 多臺機械的無人追隨系統(tǒng)
5.4.2 基于多臺農(nóng)機的協(xié)調(diào)作業(yè)系統(tǒng)
5.4.3 室內(nèi)機器人協(xié)同作業(yè)
5.4.4 室外機器人協(xié)同作業(yè)
5.4.5 多機協(xié)同導(dǎo)航作業(yè)遠程管理平臺
思考題
參考文獻
第6章 應(yīng)用實例
6.1 大田機器人
6.1.1 無人收獲機器人
6.1.2 田間管理機器人
6.2 果園機器人
6.2.1 果園對靶噴霧機器人
6.2.2 果園收獲機器人
6.3 設(shè)施園藝機器人
6.3.1 果實采摘機器人
6.3.2 表型測量機器人
6.4 養(yǎng)殖機器人
6.4.1 農(nóng)用無人船
6.4.2 畜牧巡檢機器人
6.4.3 畜禽舍防疫消毒機器人
6.4.4 食用菌采收機器人
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思考題
參考文獻
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