【正文】 高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力，完善現(xiàn)代農(nóng)業(yè)體系。 這些問題嚴重影響著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化的工作進程，勞動力的日益萎縮，勞動生產(chǎn)率一直無法快速提高，都是我國農(nóng)業(yè)發(fā)展亟待解決的重點問題，給農(nóng)業(yè)機器人的推廣和普及帶來極 大的障礙。 （ 3）現(xiàn)在各國已研發(fā)出各種不同功能的農(nóng)業(yè)機器人，但這些機器人大都只具有特定的功能，適應(yīng)于特定的環(huán)境，通用性差，不便于對系統(tǒng)進行擴展和改進，并且由于農(nóng)業(yè)季節(jié)性問題導(dǎo)致農(nóng)業(yè)機器人的使用效率低下，間接的增加了成本，這也是農(nóng)業(yè)機器人無法普及的主要原因 。 本項 目的研究具有先進性和綜合性的特點，將在 末端執(zhí)行器的更換和開放式系統(tǒng)的研究上 取得重要突破，具有重要的理論與應(yīng)用價值。但這些機器人由于僅僅是為解決專門農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的自動化與智能化而研制的，因而只具有特定的功能，適應(yīng)于特定的環(huán)境，通用性差，不便于對系統(tǒng)進行擴展和改進，并且由于季節(jié)性問題導(dǎo)致農(nóng)業(yè)機器人使用效率低下，間接地增加了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本。 將農(nóng)業(yè)機器人應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，不僅需要能提高勞動生產(chǎn)率，合理利用勞動力資源，而且還能改善農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境，提高作業(yè)質(zhì)量等。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 1．項目概述 開發(fā)農(nóng)業(yè)機器人是 21 世紀農(nóng)業(yè)機械自動化和智能化的發(fā)展趨勢之一。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。 開放式近地面果蔬收獲機器人關(guān)鍵技術(shù)研究 可行性研究報告 畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的成果。 作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的研究成果。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并 向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。用于采摘、收獲、修剪、耕耘、嫁接和農(nóng)產(chǎn)品分級等方面的各具特色的農(nóng)業(yè)機器 人已在許多國家得以研究和開發(fā)應(yīng)用。但是，農(nóng)業(yè)機器人所具有的作業(yè)對象的嬌嫩性和不確定性、作業(yè)環(huán)境的非結(jié)構(gòu)性、作業(yè)動作的復(fù)雜性、操作對 象與價格的特殊性等特點，需要農(nóng)業(yè)機器人具有高度的智能系統(tǒng)，實現(xiàn)最佳的作業(yè)內(nèi)容與作業(yè)方法；需要其結(jié)構(gòu)簡單，價格合理，便于操縱與推廣使用；需要其具有較強的適應(yīng)性，符合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的多樣性與作業(yè)對象的多變性等要求。 國內(nèi)外對適用于農(nóng)作物不同生產(chǎn)任務(wù)的開放式機器人的研 究較少，僅有ontaM 等與 anV entenH 等開展了相關(guān)工作的研究。項目研究內(nèi)容 將直接應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 領(lǐng)域，項目研究成果將有力促進 我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化 的 科技水平與 發(fā)展 進程 。 （ 4）目前，已在應(yīng)用的農(nóng)業(yè)機器人均以 CCD 攝像機作為視覺傳感器，易受自然環(huán)境的干擾，可靠性不高；此外，因為現(xiàn)代控制算法的封閉式局限， 使得農(nóng)業(yè)機器人控制較為復(fù)雜，加上農(nóng)民的文化素質(zhì)普遍較低，所以可操作性較低 。這些問題同時嚴重的阻礙農(nóng)業(yè)機器人研究工作的高速發(fā)展，致使國民經(jīng)濟增長受到極大拖累。為農(nóng)業(yè)機器人的研發(fā)提供了政策和資金的保證。同時，充分考慮了 多種末端執(zhí)行器的更換 和 多視覺信息融合控制 的 要求 ，設(shè)計了具體可行的研究方案， 將多種末端執(zhí)行器的更換 與 機器人 多視覺信息融合控制實現(xiàn) 真正 意義上的 有機結(jié)合提供必要依據(jù)。 綜上所述 ， 本 項目的研究 方案 是 切實 可行的， 具有創(chuàng)新性和前瞻性，研究團隊具有良好的理論與技術(shù)積 累，具有良好的前期工作基礎(chǔ)，可以保證本項目樹立 完成，并取得 預(yù)期的 研究 成果。 ，市場需求分析 目前對農(nóng)業(yè)機器人的研究多處于實驗室的試驗階段。美國在自動化收獲機器人方面沒有一個清晰的戰(zhàn)略 ，研究工作也趨于緩和。加快農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展，尤其是加快農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展已成為中國當前和今后相當長時期內(nèi)的重要戰(zhàn)略任務(wù)，中央和各級政府正在不斷加大促進農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展的扶持力度，同時出臺了一系列的農(nóng)業(yè)科技攻關(guān)項目。很多任務(wù)無法由農(nóng)業(yè)機器人單獨完成；另一方面，即使是農(nóng)業(yè)機器人具備了相當?shù)闹悄?，能夠完成某種任務(wù)，然而由于其制造成本過高，開發(fā)難度極大而難以實際應(yīng)用。 工業(yè)機器人的封閉式結(jié)構(gòu)也限制了農(nóng)業(yè)機器人柔性生產(chǎn)能力和智能的擴展。為了提高機電系統(tǒng)的性能和智能水平，要求控制器具有開放結(jié)構(gòu)和集成各種外部傳感器的能力。通過競爭，一方面用 戶可以獲得更豐富的硬件和軟件資源，降低實現(xiàn)成本。針對不同作物，傳感器部分適當?shù)卦黾雍蜏p少。人機協(xié)同控制技術(shù)是解決農(nóng)業(yè)機器人智能發(fā)展水平與復(fù)雜任務(wù)要求之間矛盾的一條有效途徑。 開放式結(jié)構(gòu)農(nóng)業(yè)機器人系統(tǒng)的技術(shù)核心部分是其控制系統(tǒng)，因此具有開放式結(jié)構(gòu)的農(nóng)業(yè)機器人系統(tǒng)的根本要求是具有開放式結(jié)構(gòu)的控制系統(tǒng)。隨著現(xiàn)代高新技術(shù)在果蔬生產(chǎn)上的應(yīng)用，如運用細胞生物學(xué)技術(shù)實現(xiàn)快速、優(yōu)質(zhì)、脫毒育苗，果蔬營養(yǎng)研究，測土配方施肥，果蔬化學(xué)控制以及反光地膜增色，果蔬修剪和果實套袋等先進栽培管理技術(shù)的推廣，對我國果蔬質(zhì)量的 提高起到了重要的促進作用。果品是世界農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的重要組成部分和人類生存必須的蛋白質(zhì)、維生素等重要營養(yǎng)來源，也是食品工業(yè)的重要基礎(chǔ)原料。 但我國果蔬生產(chǎn)的現(xiàn)狀是“大而不強”，如我國中低產(chǎn)果園比例較大，據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織統(tǒng)計，我國水果平均每公頃單產(chǎn) 7905kg，而美國為 31232kg，巴西為 34923kg，世界平均單產(chǎn) 9518kg。 根據(jù)我國果蔬生產(chǎn)現(xiàn)狀和市場需求，特別面臨著世界果蔬現(xiàn)代化生產(chǎn)的新形勢，農(nóng)業(yè)部又制定出了今后 5~10年的果蔬發(fā)展總體規(guī)劃。 荷蘭、日本、以色列、美國等都是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化較早的國家，其設(shè)施設(shè)備標準化程度、農(nóng)業(yè)機器人的系列化、農(nóng)業(yè)機器人應(yīng)用技術(shù)、 新型設(shè)施材料開發(fā)與應(yīng)用技術(shù)、設(shè)施綜合環(huán)境調(diào)控及農(nóng)業(yè)機 械化技術(shù)等都有較高的水平，對我國發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要的借鑒意義。 沈陽工業(yè) 大學(xué)是 遼寧省 的重點大學(xué)，學(xué)校在 電氣工程 ， 機械工程 以及 材料科學(xué)與工程 等方面具有相當?shù)募夹g(shù)優(yōu)勢，擁有電機與電氣 國家 二 級學(xué)科，建有 “ 國家稀土永磁電機工程技術(shù)中心 ” 、 “ 教育部特種電機與高壓電器 ” 、“教育部稀土永磁應(yīng)用工程中心”和“科技部鎂合金研發(fā)中心”四 個國家重點實驗室 和研發(fā)中心 ， 遼寧省重點實驗室、工程中心和工程實驗室 10 個?？萍汲晒a(chǎn)業(yè)化取得長足進展， 2020 年 10月獲批國家大