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中科院1区Top | IF=7.7
2024.09.28 在线发布|本文作者详情如上图
图文概要
除草机器人的工作范围和精度是机器人的重要指标，选择性除草机器人能精确除草，对控制要求较高。设计了机械选择性除草机器人在不同杂草分布下的动态覆盖算法，机器人由控制、执行器和移动模块组成，执行器模块包括四自由度机械工作装置，用于清除作物下的杂草。
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通过DH矩阵对机械工作装置进行求解，为机器人控制提供参考，并通过轨迹仿真验证了该机构的可行性。动态覆盖算法根据各区域的覆盖情况自主选择最佳算法，结果显示了不同杂草百分比下的覆盖路径，动态覆盖算法在不同杂草分布下表现出良好的动态性能。结果将动态覆盖算法与其他三种算法（BCD算法、贪婪算法和基于分割的算法）进行了比较，我们的算法平均减少了10.9%、16.5%和21.5%的路径。最后在室内环境下对机器人进行了测试，机器人成功避开农作物完成精准除草工作，动态覆盖算法为选择性除草机器人提供了一种解决方案。
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图1 选择性除草机器人
图2 除草机器人的工作空间和避苗
图3 执行部件的运动模拟。（a）简单遍历路径的水平面。（b）动态覆盖算法路径的一部分。（c）作物周围的路径。
图4 动态覆盖算法在不同杂草分布中的结果，包括（a）随机区域，（b）对角线区域，（c）环状区域，（d）块状区域。
图5 不同算法在不同杂草分布中的实验结果。（a）随机区域。（b）对角线区域。（c）环状区域。（d）块状区域。
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编辑：刘刚
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