全球首例高原山地采茶机器人 无网络环境下实现茶叶采摘识别

该机器人的主控板采用树莓派和Arduino，驱动板包括电机控制板和舵机控制板，传感器为摄像头，执行单元包括电机和大扭力舵机。在采茶过程中，机器人采用PID闭环控制方法，通过传感器采集环境信息并传递给树莓派，判断是否有一芽两叶并进行定位。如果没有一芽两叶，则驱动电机再次寻找。如果有一芽两叶，则传感器舵机进行定位并向Arduino发送信号。通过Arduino控制的舵机控制板驱动机械臂完成采茶，从而实现闭环控制。教育部科技查新工作站N12在2023年4月3日《基于改进型YOLOv5神经网络的山地自主采茶机器人》科技查新报告结果显示，经过查新机构对查新项目进行国内外对比分析，证明该机器人的智能识别程序研究仅见于委托人（王白娟教授）课题组的文献报道，未见采茶机器人的位移驱动模块文献报道。

该项研发起始于2020年9月，研发期间共发表sci两篇：“Edge Device Detection of Tea Leaves with One Bud and Two Leaves Based on ShuffleNetv2-YOLOv5-Lite-E”（中科院2区已在线），“Edge Equipment Based on Modified YoloV4 Detects One Bud and Two Leaves” （中科院4区已录用），已授权实用新型专利1件，授权软件著作权9件，另还申请多件发明专利。此外，该项研发获第八届云南省互联网+大学生创新创业大赛铜奖。

该机器人由王白娟教授团队和勐海悦成农业科技有限公司、中茶云南公司和昆明美林科技有限公司合作研发而成。目前已在云南山区无网络地带成功实现茶叶鲜叶采摘、鲜叶分级采摘、微光环境识别等功能。

对于高原山地采茶机器人的下一步开发，王白娟教授表示，针对云南茶山雾气较重等实际情况，团队将会做出改进，以解决恶劣环境下机器人识别困难的问题；针对机器人工作效率较低的情况，将进一步开发多机械臂同步采摘功能，真正实现快速高效茶园采摘，尽快实现从研发到实用的飞跃。（云南农业大学 王白娟）