本书以农业机器人的系统构成为主线，结合具体作业环境和设计开发案例，向学生普及农业机器人的硬件结构组成、感知方式，控制决策系统以及农业环境的导航系统，介绍农业机器人工作方式与特点和涉及的关键技术，并深刻理解农业机器人在面对极具多样性和变化性的非结构化环境中的解决方法，系统介绍农业机器人技术发展现状和应用前沿知识。突出工程教育理念，以学生为中心、以成果为导向设计教学内容，书中将提供生动形象同时又浅显易懂的实际机器人案例，帮助学生理解抽象晦涩的机器人结构设计、系统运动学、动力学控制等理论。
第1章 绪论
1.1 农业机器人简介
1.2 农业机器人发展历史
1.2.1 机器人的发展
1.2.2 农业机器人的发展
1.2.3 农业机器人
1.3 智慧农业与无人农场
1.3.1 智慧农业
1.3.2 农业机器人与无人农场
1.4 总结与展望
1.4.1 总结
1.4.2 展望
思考题
参考文献
第2章 农业机器人机械结构
2.1 农业机器人驱动机构设计
2.1.1 螺旋桨式驱动机构
2.1.2 车轮式驱动机构
2.1.3 履带式驱动机构
2.1.4 轨道式驱动机构
2.2 操作臂设计
2.2.1 操作臂的机构
2.2.2 操作臂机构简图画法
2.2.3 操作臂的驱动和传动
2.3 末端执行器设计
2.3.1 末端执行器的结构
2.3.2 末端执行器驱动系统
2.3.3 末端执行器感知系统
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思考题
参考文献
第3章 农业机器人感知系统
3.1 视觉感知系统
3.1.1 图像采集
3.1.2 信息处理
3.1.3 视觉感知系统在农业中的应用
3.2 全球导航卫星系统(GNSS)
3.2.1 GPS
3.2.2 GLONASS
3.2.3 GALILEO
3.2.4 北斗(BD)
3.2.5 卫星导航的增强系统与差分技术
3.2.6 GNSS在农业中的应用
3.3 惯性导航系统
3.3.1 惯性导航系统的概念
3.3.2 平台式惯性导航系统
3.3.3 捷联惯性导航系统
3.3.4 发展趋势
3.4 激光雷达
3.4.1 单线激光雷达
3.4.2 多线激光雷达
3.4.3 激光雷达在农业中的应用
3.5 其他传感器
3.5.1 内部传感器
3.5.2 听觉传感器
3.5.3 颜色识别传感器
3.5.4 嗅觉传感器
3.5.5 距离传感器
3.5.6 环境监测传感器
3.5.7 生物传感器
3.6 多传感器融合
思考题
参考文献
第4章 农业机器人控制系统
4.1 行走机构运动学
4.1.1 轮式机构
4.1.2 履带式机构
4.1.3 腿式机构
4.1.4 复合式机构
4.2 操作臂的运动学
4.2.1 操作臂的运动状态描述
4.2.2 齐次变换矩阵
4.2.3 操作臂的D-H建模方法
4.3 控制系统设计
4.3.1 通用控制器
4.3.2 导航决策控制
4.3.3 转向操纵控制
4.3.4 执行机构控制
4.4 机器人控制系统案例
4.4.1 水质监测机器人
4.4.2 水下仿生机器海豚系统建模
4.4.3 机器海豚深度控制
4.4.4 天然橡胶智能割胶机器人
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思考题
参考文献
第5章 农业机器人自主导航系统
5.1 导航路径规划
5.1.1 全局路径规划
5.1.2 局部路径规划
5.2 障碍物检测与避障
5.2.1 障碍物检测
5.2.2 避障控制
5.3 机器人操作系统
5.3.1 ROS的起源
5.3.2 ROS的工作机制
5.4 多机器人协同系统
5.4.1 多台机械的无人追随系统
5.4.2 基于多台农机的协调作业系统
5.4.3 室内机器人协同作业
5.4.4 室外机器人协同作业
5.4.5 多机协同导航作业远程管理平台
思考题
参考文献
第6章 应用实例
6.1 大田机器人
6.1.1 无人收获机器人
6.1.2 田间管理机器人
6.2 果园机器人
6.2.1 果园对靶喷雾机器人
6.2.2 果园收获机器人
6.3 设施园艺机器人
6.3.1 果实采摘机器人
6.3.2 表型测量机器人
6.4 养殖机器人
6.4.1 农用无人船
6.4.2 畜牧巡检机器人
6.4.3 畜禽舍防疫消毒机器人
6.4.4 食用菌采收机器人
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思考题
参考文献
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