1.产品设计背景
1.1问题的发现：
随着城市绿化、家庭园艺及农业种植规模扩大，传统人工园艺修剪主要依靠人工劳动，效率低、成本高、劳动强度大，且难以精准把控造型，还面临着管理难度大等问题。同时，智慧农业、智能设 备普及趋势下，为解决园艺养护痛点，结合机器人技术与园艺需求， 催生智能园艺修剪机器人创意，旨在实现自动化、精准化园艺修剪作业。
1.2解决效果与益处：
（1）提高绿化效率和质量：通过引入多功能智能绿化机器人，可以实现对城市绿化区域的快速、精准修剪和养护，提高绿化效率和质量。
（2）降低人力成本：使用多功能智能绿化机器人可以减少对人工的依赖，降低人力成本，同时提高工作效率。
（3）改善城市生态环境：通过提高绿化效率和质量，可以改善城市生态环境，提高城市居民的生活质量。
（4）通过引入先进的人工智能技术和自主决策能力，能够实现绿化工作的全自动化和智能化，具有更高的工作效率、更低的成本以及更好的绿化效果，可以为城市生态环境的改善和城市可持续发展提供重要支持。
2. 产品介绍
在机械结构方面，此机器人配备两个刀具机构，可以从灌木丛的侧面以及上平面进行平面的修剪。修剪过程中修剪的枝叶通过机器人两侧的清扫机构将枝叶扫入机器人下方，之后靠后面的滚轮清扫装置将枝叶扫进车内。除了高效绿色的修剪系统，此机器人采用悬挂式底盘，来提高对不同地形运动的稳定性。
在智能控制方面，首先此机器人使用深度相机，通过YOLO算法来实现对灌木丛的目标识别，在现实仿真实验中，识别成功率高达90%。此外此机器人具备自主导航能力。机器人可以利用激光雷达实时扫描周围环境，并通过SLAM算法构建地图和定位自身位置，在复杂地形中实现精准导航。机器人可以根据预先设定的路径规划和避障算法，自主完成任务，提高工作效率和准确性。同时此机器人采用一定的人工智能技术，此机器人结合深度学习算法，利用人工智能技术实现数据分析、决策和自主学习等功能，进一步提高机器人的智能化水平。
3. 产品创新点
3.1创新性
（1）创新点1：
路径规划和避障技术：机器人使用了SLAM路径规划算法和避障技术，能够实时感知周围环境，并智能规划路径，避开障碍物，确保安全高效地完成任务。这种智能化的路径规划和避障技术提高了机器人在复杂环境中的适应能力和作业效率。
（2）创新点2：
人工智能：此机器人在视觉方面使用了以人工智能机器学习为基础的YOLO算法，来实现对目标灌木的精确检测，通过线下拍照采集数据集训练模型以获得更好的模型参数，来提高目标检测成功率。
（3）创新点3：
对于常见的灌木丛等绿化带，此机器人可实现形状修剪定型与枝叶清扫处理一体化，这种设计可减少对人力资源的浪费并提高城市的美观性，促进城市的机械化与自动化发展。
（4）创新点4：
自适应作业：全向轮与智能感知结合，突破传统设备地形限制，自动适配坡地、花坛等场景，无需人工频繁调整作业位置。
（5）创新点5：
精准造型修剪：基于视觉与运动控制算法，可按照预设园艺造型（如球形、锥形灌木），厘米级精度完成修剪，提升园艺景观一致性。
（6）创新点6：
多功能集成：除常规修剪，可扩展施肥、除杂等模块），可满足多环节园艺养护需求，降低设备投入成本。
3.2实用性
（1）大面积规整绿地：适用于草坪、绿篱等大面积且造型简单的植物。机器人可自主规划路径，自动完成修剪，大幅减少人工工作量，尤其适合小区、公园、大型庭院等场景。
（2）重复性修剪任务：对于需要定期修剪的园艺区域，机器人可设定固定周期自动作业，无需人工反复安排，降低养护管理的时间成本。
（3）标准化修剪效果：通过预设程序，机器人能保证修剪高度、平整度一致，避免人工操作因经验差异导致的效果参差不齐，提升园艺整体美观度。
4. 产品意义
（1）环境保护与生态建设：随着全球环境问题的日益严峻，城市绿化成为改善环境质量、提升居住品质的重要手段。智能绿化机器人能够实现绿化工作的全自动化和智能化，有效提高了工作效率和绿化质量，为城市生态环境的改善和生态建设注入新的活力。
（2）资源节约与成本降低：传统的城市绿化工作主要依靠人工劳动，面临着劳动力成本高昂、工作效率低下的问题。智能绿化机器人的应用可以大幅减少人力投入消耗，降低绿化成本，实现资源的有效利用和节约。
（3）提高城市绿化效率：智能绿化机器人通过引入先进的人工智能技术和自主决策能力，能够实现绿化工作的自动化和智能化。相比传统的人工绿化方式，智能绿化机器人具有更高的工作效率、更低的成本以及更好的绿化效果，能够更好地满足城市绿化的需求。
（4）推动科技创新与产业发展：智能绿化机器人的研究和应用需要涉及到机器人技术、人工智能技术、传感器技术等多个领域的交叉融合，推动了相关技术的不断创新和进步。同时，智能绿化机器人的应用也将促进相关产业的发展，推动城市绿化事业向智能化、信息化方向发展。
（5）促进城市可持续发展：智能绿化机器人的应用能够提高城市绿化工作的效率和质量，为城市的可持续发展提供重要支持。通过改善城市生态环境、提升居民生活质量，智能绿化机器人有助于推动城市向更加可持续的发展模式转变。
（6）智能绿化机器人的研究具有重要的意义和价值，不仅能够解决传统城市绿化工作中存在的问题，还能够推动城市绿化事业向智能化、信息化方向发展，为城市生态环境的改善和城市可持续发展做出重要贡献。
5.产品未来发展方向
5.1智能化发展
随着人工智能技术的不断发展，智能绿化机器人将更加智能化和自主化。通过引入深度学习、强化学习和神经网络等算法，机器人可以自主学习和优化，提高绿化效率和质量。
5.2绿色发展
随着环保意识的提高，智能绿化机器人将更加关注环保和可持续发展。例如，可以采用太阳能 、风能等可再生能源作为机器人的能源供应方式，减少对环境的影响。
5.3柔性发展
智能绿化机器人将根据实际需求进行定制化服务，如不同形状的修剪、不同种类的植物养护等。这将使得智能绿化机器人更加多样化和柔性化。
