全球首例高原山地采茶機器人 無網絡環境下實現茶葉采摘識別

該機器人的主控板采用樹莓派和Arduino，驅動板包括電機控制板和舵機控制板，傳感器為攝像頭，執行單元包括電機和大扭力舵機。在采茶過程中，機器人采用PID閉環控制方法，通過傳感器采集環境信息并傳遞給樹莓派，判斷是否有一芽兩葉并進行定位。如果沒有一芽兩葉，則驅動電機再次尋找。如果有一芽兩葉，則傳感器舵機進行定位并向Arduino發送信號。通過Arduino控制的舵機控制板驅動機械臂完成采茶，從而實現閉環控制。教育部科技查新工作站N12在2023年4月3日《基于改進型YOLOv5神經網絡的山地自主采茶機器人》科技查新報告結果顯示，經過查新機構對查新項目進行國內外對比分析，證明該機器人的智能識別程序研究僅見于委托人（王白娟教授）課題組的文獻報道，未見采茶機器人的位移驅動模塊文獻報道。

該項研發起始于2020年9月，研發期間共發表sci兩篇：“Edge Device Detection of Tea Leaves with One Bud and Two Leaves based on ShuffleNetv2-YOLOv5-Lite-E”（中科院2區已在線），“Edge Equipment based on Modified YoloV4 Detects One Bud and Two Leaves” （中科院4區已錄用），已授權實用新型專利1件，授權軟件著作權9件，另還申請多件發明專利。此外，該項研發獲第八屆云南省互聯網+大學生創新創業大賽銅獎。

該機器人由王白娟教授團隊和勐海悅成農業科技有限公司、中茶云南公司和昆明美林科技有限公司合作研發而成。目前已在云南山區無網絡地帶成功實現茶葉鮮葉采摘、鮮葉分級采摘、微光環境識別等功能。

對于高原山地采茶機器人的下一步開發，王白娟教授表示，針對云南茶山霧氣較重等實際情況，團隊將會做出改進，以解決惡劣環境下機器人識別困難的問題；針對機器人工作效率較低的情況，將進一步開發多機械臂同步采摘功能，真正實現快速高效茶園采摘，盡快實現從研發到實用的飛躍。（云南農業大學 王白娟）