自主机器人目前是精准农业领域中最热门的趋势之一。这些机器人配备了各种先进技术和传感器。由于农业的目标是以最小的努力获得最佳结果，建议农民在购买机器人之前考虑机器人的功能和自主性水平，而不是只关注华丽的灯光、颜色和对基本操作没有任何增值的功能选项。

要使机器人真正实现自主，它必须解决三个基本问题：它当前的位置在哪里？它要去哪里？它如何到达目的地？

为了回答上述三个基本问题，机器人需要接收或执行以下输入和输出：

1. 环境模型：在农业领域，机器人所处的环境相对简单，变量不多，但随着季节变化迅速（作物生长、土壤准备、灌溉设备位置变化等）。在这种情况下，机器人会得到环境模型的输入，或者至少是大部分模型（例如，加载包含边界、障碍物和其他要素的形状文件）。然而，机器人仍然需要通过传感器和算法（至少部分地）感知和分析环境。

2.确定自身在环境中的位置和状态，这需要借助传感器收集的数据和算法的支持。

3.使用其配备的驱动设备安全而有效地规划和执行指定任务。

现在让我们讨论一下机器人可以使用哪些传感器来感知和分析环境，以及这些传感器的功能。

1.激光扫描仪或LiDAR（光学雷达测距）提供准确实时的环境感知和制图。它帮助机器人导航、避开障碍物，并理解周围环境。可以将其视为雷达技术，但使用光（或激光）波而不是无线电。主要区别在于一些先进的LiDAR系统可以测量反射光的角度，从而创建出详细的环境三维地图。

2.全球导航卫星系统（GNSS，或称为GPS）在帮助机器人导航环境方面起着重要作用，提供精确的定位信息。这些信息为机器人提供了确切的位置信息，并确认它是否朝着正确的方向或路径前进。在需要多个机器人在同一区域协作的情况下，GPS用于协调它们的活动。需要注意的是，虽然GPS在户外应用中非常有价值，但在室内（如温室）应用中可能受到限制或无法使用。

3.摄像头是另一种为机器人提供有价值信息的传感器，而且数量越多越好。数字摄像头通过从多个方向捕获图像和视频来提供宽广的视野。摄像头在同时定位与地图构建（SLAM）算法中的应用越来越多，使机器人能够在构建环境地图的同时确定自身在该环境中的位置。需要注意的是，从摄像头获取数据的算法需要比普通计算需求更大的计算能力。

3.惯性测量单元（IMU）是测量和报告特定力量和角度运动的传感器。在农业机器人中，它们提供了关键的运动跟踪、方向估计和控制信息。例如，速度可以使用这些传感器进行测量，还可以提供关于机器人横滚、俯仰和偏航角度的宝贵信息。

除了这些，商业机器人中常见的其他传感器主要用于安全或质量方面，包括：

1.接近传感器，使用红外线或超声波来检测外来物体、动物或人员的存在或接近。

2.触摸和压力传感器，例如力电阻式传感器，允许机器人检测与其他物体或表面的物理接触。这些传感器特别集成在农业机器人的安全保护装置中。

2.温度和湿度传感器在农业机器人中的应用越来越多，因为在操作过程中如果天气条件发生变化，需要停止某些操作，以保持其质量。

此外，我们还有许多常用的农业传感器，如流量传感器、倾斜传感器、编码器、电位计或射频识别（RFID）传感器……