科创中国

农、林、牧、渔业,农业

信息采集是无人农场、智慧果园和智能温室综合管理的一项重要环节，为获取精准环境信息、气象信息、植物病虫害信息等，大量传感器设备被安置在农场、果园和温室，整体数量庞大、价格昂贵。为降低信息采集成本，提高同类传感器在不同作业环境中综合利用率，研制一款多场景信息采集智能机器人，该机器人采用大功率电力输出和四轮差速驱动，具通过性强、爬坡角度大、转弯半径小等显著优势，可实现手动远程遥控和自主定位导航，进一步可满足大田、果园和温室多场景、多模式作业应用。多场景信息采集智能机器人信息传送与处理模块基于5G通信模块与阿里云服务器研发，采用多节点、分布式通信，具低延时、低成本、多线程、安全性高等优点。多场景信息采集智能机器人自主定位导航方面，基于Autoware开源框架设计，采用多传感器融合的三维激光雷达SLAM（Simultaneous Localization and Mapping）算法完成果园高精度地图绘制。为方便激光雷达、视觉传感器、RTK/GNSS、光谱仪、温湿度计、风速仪等传感器应用，机器人平台提供航空接口、以太网接口、CAN接口、USB接口等常用传感器接口及不同电压输出接口和传感器安装法兰

多场景信息采集智能机器人可实时采集作业环境多源数据信息。数据传输方面，采用5G通信技术实现数据交互，数据传输速率最高可达10GB/秒，最低延迟可达1毫秒。数据处理方面，传统果园智能农机数据处理一般都基于高性能工控机，不仅价格昂贵，并且面对多源大数据处理时，计算能力依旧捉襟见肘，设计的多场景信息采集智能机器人数据处理系统基于阿里云服务器完成搭建，整套系统运行于阿里云的飞天操作系统，具有计算性能可弹性伸缩，存储空间可扩展，网络配置可自定义的低耦合特性，并且实例规格、磁盘、网络、操作系统等作为云服务器ECS的组成部分，可像搭积木一样任意组合卸载，满足用户的多样化需求。机器人自主定位导航方面，整体基于开源自动驾驶框架Autoware研发，用多线激光雷达、RTK、IMU等传感器采集果园环境信息，通过三维激光SLAM算法构建果园高精度地图，并基于此高精度地图完成机器人全局路径规划，机器人在果园的实时重定位采用NDT算法实现，局部路径规划方面，机器人采用局部代价地图和DWA算法实现避障导航，机器人定位导航精度不超过±10cm，避障距离≤***。

中国农业大学药械与施药技术研究中心，是国家“211”工程、“985”工程高校重点建设基地，农业农村部“化学农药使用技术”A级重点实验室主要组成之一，自20世纪70年代始与德国霍恩海姆大学及联邦德国作物研究中心（JKI）合作，一直致力于改善农药沉积分布、减少农药飘移、提高农药有效利用等施药技术与装备的研发工作，现有科研人员58名，其中教授15人，副教授30人。

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