作品展示

本项目突破农田复杂环境自适应姿态调整、农作物长势和虫情信息实时感知及传输、高精度农情信息采集平台轻量化设计等关键技术，研制出可适应各种复杂地形的农情信息采集机器狗作业平台。平台融合了工业相机、鱼眼镜头、微型消费级高光谱仪等模块，实现了非结构化农田环境中农情信息的高精度智能采集，目前已完成第一代样机一台。基于平台捕获的数据，提出了农作物叶片像素高精度提取算法和轻量化害虫检测和计数模型（精度90%以上），并完成边缘设备的模型部署，实现田间农情信息的高精度、快速原位提取。在此基础上，本作品整合了无人机和农用机器狗的优势，实现基于无人机多视角影像三维重建的机器狗巡航路径探测，完成无人机和机器狗协同监测体系的构建。

（1）对四足机器人进行二次结构设计，集成了广角相机、鱼眼镜头、微型光谱仪，设计了复杂地形适应能力超强、农情信息采集效率高的自走式智能机器狗平台； （2）依托捕获影响，项目开发了针对性的农作物叶片高精度提取算法和轻量化害虫检测和计数模型（精度高达90%）；实现田间农情信息的高精度、快速原位提取； （3）整合了无人机和农用机器狗的优势，实现3D巡航路径探测，搭建了无人机和机器狗协同观测平台。

本作品立足于农情信息近端高精度采集、原位智能化判断、多平台协同化观测的设计理念，重点开发了一体化多源数据近端采集四足机器人，该平台重点突破农田复杂环境自主感知、农作物长势和虫情信息实时感知及传输、高精度农情信息采集平台轻量化设计等关键技术，通过整合广角相机、鱼眼相机、微型光谱仪等多种设备，搭建精细化农作物长势和虫害信息的获取平台，实现复杂农田场景中农情信息的不间断准确获取。 以农作物长势和切入点，依托机器狗平台所采集的精细化田间侧视和下视影像数据，立足于现有影像处理技术和深度学习算法，根据机器狗等边缘设备的特性，重点开发自动化农作物叶片高精度提取算法和轻量化田间害虫轻量化检测和计数模型，完成实时智能检测系统的搭建，实现农作物长势数据和虫害真值的精准获取。 充分利用无人机和机器狗相互补充的优点，瞄准多平台协同观测技术，开发基于无人机影像三维农田重构的3D路径探测，最终完成无人机和机器狗农情信息协同观测系统的搭建。

本作品通过搭建稳定性强、信息采集效率高、非结构地形自适应能力强的精细化图像和高光谱信息智能采集的农用机器狗平台，结合自动化图像处理技术和改进的轻量化深度学习框架，在冠层尺度和单株尺度实现农作物叶面积指数和害虫种群密度小尺度真值的连续、快速获取；在此基础上，依托基于无人机多视角摄影所构建的农田3D数字孪生场景，实现机器狗大场景信息收集所需的3D路径的精准分割和规划，完成无人机与机器狗协同观测装备的研发，从而为更加精准、高效的农作物田间管理提供更多的数据保障，并逐步克服精准农业实施过程中实测数据难以获取、模型适应性有限等诸多问题。