近日，机械与电子工程乐鱼游戏app刘雪美教授团队研究成果在《Computers and Electronics in Agriculture》在线发表，论文题为“MOSP: A Multi-Orientation Sequential Picking Planning for Robotic Harvest of Breeding Cotton”。该研究围绕育种棉花采收过程中采摘机器人效率低、复杂环境下漏采率高等问题，提出了一种多朝向顺序采摘规划方法，为棉花育种智能化采收与农业机器人连续采摘作业提供了新的技术路径。
棉花成熟期较长，且育种棉田地块小、空间分布密集、生长姿态复杂，传统人工采摘劳动强度大、效率低，而现有机械化采摘装备又难以满足育种棉田精准化分批次采收需求。特别是在复杂田间环境中，棉铃姿态多样，机器人容易出现采摘路径不合理以及机械臂无效运动等问题，降低了棉花采摘机器人的采摘效率与稳定性。针对上述问题，研究团队聚焦棉花机器人高效化、精准化作业需求，提出了基于“走-中-采”的棉花多朝向连续采摘规划方法，该方法融合了棉花朝向识别、采摘顺序决策与动态路径规划，实现了复杂育种棉田环境下的连续采收。
研究结果表明，在Gazebo仿真环境下，MOSP方法相比随机遍历与欧氏距离规划方法，采摘效率分别提高34.9%和15.8%，漏采率分别降低22.34%和13.85%。在实际田间试验中，机器人平均采摘效率达到6.9 s/朵，漏采率为13.7%，能够在复杂棉田环境中较稳定完成连续采摘任务。研究同时表明，该方法能够有效减少棉花漏采并提高采摘效率，提高机器人动态作业过程中的路径连续性与稳定性。
该成果面向智慧农业与棉花育种精准采收需求，在农业机器人多姿态感知、连续作业决策与动态路径规划等方面取得重要突破，为提升棉花育种智能化水平、推动农业机器人自主作业与高端智能农机装备发展提供了关键技术支撑，对智慧农业装备技术进步具有积极意义。
图1. 棉花采摘机器人工作流程
图2. 棉花采摘顺序方法
图4. 基于MOSP的棉花采摘目标的决策图
乐鱼游戏app为该论文第一完成单位，硕士生范嘉玮为第一作者，刘雪美教授为通讯作者。该研究得到山东省重点研发计划项目、国家自然科学基金项目、山东省农业机械研发制造推广应用一体化试点项目和山东省棉花产业技术体系创新团队机械岗位专家项目资助。
论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168169926004916
编 辑：万 千
审 核：贾 波
