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| 編輯推薦： |
作者在多年教学实践的基础上，结合现有的教学讲义和最新科研实践编写而成的。书中融入了作者团队多年来大量的科研工作成果，内容紧贴实际；
*以农业移栽机器人的关键技术及理论为基础，结合智能化移栽技术的最新发展，以应用为核心，面向大田、设施、植物工厂等典型农业生产场景，重点介绍了农业移栽机器人的系统构成和工程实现方法，理论和实践并重。
*本书既适合农业工程相关专业的高年级本科生或研究生使用，也可供相关领域的工程技术人员阅读参考。
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| 內容簡介： |
农机是现代农业生产力的重要组成部分，而具有信息感知、识别决策与控制执行的系统性农业机器人则一直是智能农机装备领域的研究热点。本书面向机械化种植领域，系统性地介绍了农业移栽机器人技术及应用，主要内容包括移栽机器人作业对象感知、目标识别与决策、动作精准调控等主要理论和方法，内容翔实，通俗易懂。期望本书能够较好地促进国内农业移栽机器人的研究普及和应用落地。
本书既适合农业工程相关专业的高年级本科生或研究生使用，也可供相关领域的工程技术人员阅读参考。
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| 關於作者： |
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金鑫，男，农业机械化工程专业博士（后），教授，博士生导师。现任河南科技大学农业装备工程学院院长，兼任中国农机学会青年工作委员会主任委员、中国农业机械学会理事、河南省农业机械学会常务理事。长期从事旱作机械化栽植系统理论及农机智能化精准作业技术的研究与推广工作。在蔬菜全自动高速移栽、农机变量作业与状态参数检测等方面，以第一作者发表中科院二区以上SCI论文8篇，以第一发明人授权国家发明专利10件；出版《现代蔬菜育苗与栽植技术及装备》等专著2部；主持获机械工业科技进步一等奖1项、河南省科技进步二等奖1项。
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| 目錄：
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目录
前言
第1章绪论
1.1农业机器人的起源与发展
1.2农业移栽机器人的定义
1.3农业移栽机器人研究的意义与目的
1.3.1大田移栽机器人研究的意义
1.3.2设施移栽机器人研究的意义
1.3.3现存问题及发展趋势
第2章移栽机器人作业参数感知与识别系统
2.1传感器感知技术
2.1.1加速度传感器
2.1.2力学传感器
2.1.3激光传感器
2.2图像处理与机器视觉
2.2.1图像预处理技术
2.2.2目标检测与识别
2.2.3深度图像处理
2.3移栽机器人取苗夹持力传感器技术
2.3.1取苗爪结构设计
2.3.2传感器原理设计
2.3.3夹持力传感器信号检测系统设计
2.3.4基于LabVIEW的传感器监测系统
2.3.5传感器参数标定与取苗试验
2.4基于机器学习的垄作导航系统研究
2.4.1基于Res2Net50的模型优化
2.4.2改进Res2Net50识别模型训练
2.5基于深度学习的钵苗移栽直立度检测
2.5.1栽植机构及其工作原理
2.5.2直立度评价
2.5.3数据集建立
2.5.4监测系统整体架构
2.5.5硬件设计
2.5.6YOLO-RDS检测算法设计
2.5.7角度预测模块
2.5.8RWBF方法
2.5.9系统集成设计
第3章移栽机器人控制系统
3.1控制系统原理
3.1.1PID控制器
3.1.2模糊控制器
3.1.3模糊PID控制
3.1.4视觉伺服控制系统
3.2基于视觉伺服控制的低损取苗方法
3.2.1低损取苗原理
3.2.2数据集构建
3.2.3UNet网络结构
3.2.4UNet模型改进
3.2.5迁移学习和评价指标
3.2.6取苗点估计算法
3.3基于PID控制算法的取投苗装置控制系统
3.3.1总体需求
3.3.2供苗机构控制方案
3.3.3取送苗机构控制方案
3.3.4投苗机构控制方案
3.3.5Fuzzy-PID步进定位系统的控制算法
3.3.6多电机变速取投苗控制方法
第4章移栽机器人执行系统
4.1机械化移栽苗-机互作机理
4.1.1取苗方式分析
4.1.2取苗爪插拔过程分析
4.1.3取苗夹针插拔姿态模型构建
4.2取苗机构设计
4.2.1取苗机构轨迹要求
4.2.2取苗机构运动学分析
4.2.3取苗机构运动模型的建立
4.2.4取苗机构结构设计
4.2.5取苗机构力学特性分析
4.3高速移栽机支撑臂振动特性与结构优化研究
4.3.1高速插秧机支撑臂有限元模态分析
4.3.2基于模态置信度矩阵优化的模态试验
4.3.3移栽机支撑臂结构优化设计
第5章设施农业分选移栽机器人
5.1分选机器人总体设计
5.1.1整体部件设计
5.1.2基于机器视觉Heal劣质苗检测系统的研究
5.1.3多方位自反馈控制系统
5.1.4钵苗智能识别分级与多方位自反馈控制的相互协作
5.1.5控制系统工作流程
5.2移栽机器人的总体设计
5.2.1穴盘运输定位机构
5.2.2钵苗移栽末端执行器结构设计
5.2.3取苗装置驱动结构设计
5.2.4控制系统硬件设计
5.2.5钵苗移栽方法
第6章丘陵山地移栽机器人
6.1丘陵山地姿态调平移栽机器人总体设计
6.1.1整机部件设计
6.1.2取投苗系统结构设计
6.1.3姿态调平系统结构设计
6.2姿态调平系统的运动学分析
6.2.1运动学方程及求解算法
6.2.2调平仿真模型建立
6.2.3姿态调平系统运动学仿真分析
6.3移栽机姿态调平系统控制
6.3.1姿态调平控制原理
6.3.2姿态调平控制算法
第7章植物工厂移栽机器人
7.1移栽装置设计
7.1.1末端执行器结构设计
7.1.2多末端执行器联动变距机构设计
7.1.3输送机构设计
7.1.4移栽装置整体结构设计
7.2移栽机械手性能试验与分析
7.2.1取苗性能影响因素分析
7.2.2试验评价指标
7.3基于超绿算法的钵苗低损避让移栽方法研究
7.3.1基于超绿算法的钵苗低损避让移栽原理
7.3.2Intel RealSense D415深度相机位置标定
7.3.3钵苗边缘点识别算法
7.3.4钵苗边缘点标定试验
7.3.5钵苗边缘点标定验证
7.4移栽装置控制系统设计与分析
7.4.1整机功能与作业动作分析
7.4.2移栽装置工作流程分析
7.4.3控制系统硬件设计
7.4.4控制系统电路搭建
7.5移栽装置整机性能试验与分析
7.5.1试验参数选择
7.5.2整机移栽试验
参考文献
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| 內容試閱：
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前言
应用前沿的科学技术装备农业，大力发展农业新质生产力，保障粮食安全，筑牢农业发展根基，推进农业现代化，功在当代，利在千秋。当前在粮食安全和农业强国战略政策助推下，我国的农业机械正在向智能化装备转型，加速了人工智能技术、物联网技术、机器视觉技术等在农业机器人上的发展应用进程。
在智慧农业进程的推动下，高效、可靠的农业生产自动控制系统以及具备状态感知调控能力的智能农机装备的兴起与发展，引发了新型智能化技术对传统农业机械的变革，农业机器人成为现代农业生产的新质生产力。农业移栽机器人是面向作物种植环节的作业装备，当前农业移栽机械虽能够完成机械化取苗、植苗等移栽动作，但其关键机构不具备感知与调控的能力，作业效果大多粗犷。而移栽是一项涉及种苗生命体的精细作业过程，涉及物料互作、动作调控、栽植质量反馈等过程，粗犷的农业机械作业效果已经不能够满足现代农业生产需要。因此，针对运用智能化技术研发具备信息感知、决策控制和动作精细执行的农业移栽机器人的需求显得极为迫切。
本书是作者在多年教学实践的基础上，结合现有的教学讲义和最新科研实践编写而成的。书中融入了作者团队多年来大量的科研工作成果，在内容安排上以农业移栽机器人的关键技术及理论为基础，结合智能化移栽技术的最新发展，以应用为核心，面向大田、设施、植物工厂等典型农业生产场景，重点介绍了农业移栽机器人的系统构成和工程实现方法，体现了理论和实践并重的宗旨。全书共7章，主要介绍了农业移栽机器人的基本原理、关键技术及典型应用。其中，第1、3、4、6章由金鑫教授著写，第2、5、7章由李明勇博士著写。
感谢国家重点研发计划课题（2022YFD2001205；2023YFD2000603）、龙门实验室风口产业项目（LMFKCY2023002）和河南省高校科技创新团队项目（23IRTSTHN015）对本书涉及的科研内容提供的资助。感谢作者团队的研究生赵国庆、李少凡、张龙和侯一博等为本书内容提供的帮助。
由于著者水平有限，书中难免有错误和不足之处，敬请各位读者提出宝贵意见，以便重印时修正。
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