14、农业自动化与机器人技术：自动喷雾机器人的应用与设计

农业自动化与机器人技术：自动喷雾机器人的应用与设计

1. 引言

在农业生产中，从植物的初始阶段到成熟收获阶段，管理和控制植物生长涉及多个关键任务，如识别和监测植物病害、合理使用农药和化肥以及控制灌溉等。

环境因素对植物生长起着决定性作用。例如，温度对植物发育过程影响极大，每种植物都有其正常生长的温度范围，超出此范围，植物生命活动所需的酶会失去活性，生长过程停止。湿度也至关重要，它控制着植物水分的流失，湿度增加会使空气饱和，限制蒸腾作用，导致真菌病害迅速传播。此外，土壤水分是确定灌溉水量和时间的关键参数，而病虫害等生物因素也会影响作物的产量。

为了应对这些挑战，无线传感器技术被用于远程实时监测农场的重要参数，如图1所示。同时，图像处理技术被应用于植物叶片，实现基于视觉的自动病害检测。通过这些技术，结合互联网，为农民提供实时的环境和植物信息，帮助他们做出正确的决策。

图1：自动喷涂机器人

2. 自动农业喷雾的背景

在农业领域，发现植物病害及其程度一直是确保作物质量的关键问题。许多研究人员致力于此，提出了基于图像处理技术的多种病害检测系统。
- Pilli等人的系统 ：提供了基于人工智能的嵌入式算法，通过选择感兴趣区域（ROI）进行颜色转换，以检测病害类型和程度，并控制喷雾器喷洒必要的农药。
- Chenelli等人的系统 ：提供了