本书的主要内容涵盖了农田除草机器人的识别方法和装备创制技术。介绍了基于人工智能技术的农田杂草多元识别方法，证明了智能算法可赋能机器人更准确地识别定位杂草，辨识叶龄、鲜重等生物信息，从而提高杂草的防控质量和效率。此外，本书还详细介绍了多种农田除草机器人系统的装备创制技术，包括机器人的框架结构设计、控制系统搭建、动力系统配置、传感器布置和应用软件开发等。本书可供农业机械从业者，智能装备、智慧农业、农业机器人研究人员以及相关专业高校师生阅读参考，助力提升杂草防除装备的智能水平，为农田杂草防控技术进步添砖加瓦。

**章基于改进MobileNetV3-SSD模型的农田苗草识别方法1 **节农田苗草图像数据采集1 一、全周期采集数据2 二、多角度采集数据3 第二节农田苗草图像数据集制作5 一、苗草图像预处理5 二、苗草图像数据鸿沟6 第三节MobileNetV3-SSD模型改进与可视化7 一、MobileNetV3-SSD模型改进8 二、MobileNetV3-SSD模型3D可视化9 第四节MobileNetV3-SSD模型训练与评估10 一、MobileNetV3-SSD模型训练10 二、MobileNetV3-SSD模型评估10 第五节数据采集系统构成12 一、硬件设备和软件12 二、车体平台设计13 三、计算机组系统15 四、智能控制系统15 五、双翼式视觉系统15 第六节基于改进MobileNetV3-SSD模型的田间试验18 一、苗草识别网络的3D可视化18 二、识别网络模型的对比分析19 三、全周期条件下的识别模型检测22 四、多角度条���下的识别模型检测27 第七节小结32 第二章基于YOLOv3模型的立式智能株间除草机器人35 **节基于YOLOv3模型进行苗草识别35 一、苗草图像数据集制作36 二、苗草图像数据预处理38 三、苗草图像数据标记39 四、苗草模型建立40 五、除草区域建立42 六、除草策略制定43 第二节智能株间除草机器人系统设计44 一、除草机器人系统设计44 二、农田移动平台设计47 三、智能除草单元设计49 第三节末端执行器与执行机构的优化设计50 一、农田作业参数测定50 二、末端执行器设计与优化53 三、执行机构的设计与优化60 第四节机器人智能控制系统搭建62 一、硬件系统组成62 二、控制策略制定63 三、控制算法优化63 第五节智能除草机器人系统试验70 一、台架试验70 二、田间试验72 第六节小结77 第三章基于YOLOv4模型的卧式智能株间除草机器人79 **节基于YOLOv4模型进行苗草识别79 一、苗草图像数据集制作79 二、苗草图像数据集预处理与标记81 三、苗草识别模型建立83 第二节除草机器人系统架构87 一、机器人整体结构组成87 二、机器人作业模式建立88 第三节除草机器人机械系统设计与优化90 一、田间作业环境测定90 二、框架结构搭建92 三、仿形机构设计与优化93 四、传动系统设计与优化94 五、末端执行器研制101 第四节除草控制策略制定与系统搭建102 一、株间草苗信息获取103 二、除草控制策略制定104 三、除草控制系统搭建106 第五节除草机器人性能试验与分析109 一、台架试验与分析109 二、田间试验与分析112 第六节小结129 第四章基于BlendMask语义分割模型的对靶施药除草机器人131 **节除草剂投放剂量试验131 一、温室试验132 二、田间试验134 三、试验结果与分析134 第二节农田杂草图像数据集制作137 一、杂草植株图像数据集采集与制作138 二、苗草种群图像数据集采集与制作141 第三节基于 BlendMask模型的农田杂草图像分割143 一、语义分割模型简介144 二、杂草分割模型训练与评估145 第四节农间苗草图像语义分割试验与分析145 一、实例分割模型对比试验分析145 二、超参数对分割性能的影响分析与优化148 三、叶龄与拍摄位姿对分割性能的影响分析150 第五节对靶施药除草机器人系统简介156 一、除草机器人整体结构156 二、变量靶喷单元设计157 三、智能控制系统搭建158 第六节对靶施药机器人农田试验160 第七节小结162 第五章基于双流密集特征融合网络的变量对靶施药除草机器人163 **节RGB-D数据与杂草地上鲜重标签动态采集方法163 一、采集区域与研究对象163 二、采集机器人平台与设备164 三、采集方法与流程164 第二节双流密集特征融合网络杂草鲜重检测模型搭建167 一、双流密集特征融合网络模型技术路线167 二、KNN技术填补缺失值168 三、构建YOLOv4杂草目标检测模型169 四、双流密集特征融合网络模型构建169 第三节双流密集特征融合网络杂草鲜重检测模型试验与结果分析175 一、网络模型评价指标175 二、技术路线结果与分析175 三、YOLOv4与其他目标检测算法结果对比176 四、嵌入Dense-NiN模块回归网络结果比较176 五、不同数据增强方法影响179 六、双流密集特征融合网络受生长时期和杂草种类影响结果分析180 七、杂草鲜重与IOU值关系182 八、杂草相互遮挡影响结果分析183 第四节对靶施药除草机器人单元创制184 一、机器人移动平台搭建184 二、除草单元整体结构设计184 三、机械系统硬件选型与布控185 四、施药控制策略制定与系统搭建188 第五节对靶施药除草机器人田间试验与分析191 一、除草剂与杂草鲜重量化关系试验设计与分析191 二、变量对靶施药机器人农田除草试验与分析193 第六节小结196 参考文献198