设施温室影像采集与环境监测机器人系统设计及应用

• Published in: 智慧农业（中英文） Vol. 2; no. 3; pp. 48 - 60
• Main Authors: 郭威, 吴华瑞, 朱华吉
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 中国农业科学院农业信息研究所 30.09.2020
• Subjects: 病害识别; 机器视觉; 远程控制; 深度学习; 设施温室; 农业机器人; 环境监测
• ISSN: 2096-8094
• DOI: 10.12133/j.smartag.2020.2.3.202007-SA006

中国设施园艺近30年来发展迅速，面积目前居世界首位，但由于务农人数呈下降趋势，如何用"机器代替人力"成为当前研究热点。为实现设施温室生产的数据感知环节作物影像和环境监测数据精细化采集，本研究设计了一套多自由度设施温室影像采集与环境监测机器人系统。机器人由感知中枢、决策中枢和执行中枢三部分构成，分别进行机器视角环境感知、数据分析与决策指令生成和动作执行。在感知层实现多角度图像、实时视频和监测数据网格化精确采集，为作物多源异构数据精细化汇聚奠定基础；传输层通过无线网桥将监测数据与控制指令汇聚至本地数据中心；数据处理层通过作物基础模型分析进行控制指令反馈信息，同时对上传图像进行预处理；最终在应用层提供web端和手机端智能服务。系统可广泛地应用在设施温室生产与研究中，用于黄瓜、番茄、大棚桃等作物的全生育期图像、实时视频和监测数据收集与分析处理，已在北京小汤山国家精准农业基地7号日光温室、石家庄市农林科学研究院5号日光温室进行示范应用，取得了较好的效果。