基于多约束条件的果园喷雾机器人路径规划方法

摘要：

果园喷雾机器人路径轨迹规划影响机器人行驶路线的平滑线和行驶过程的可靠性和平稳性.针对目前果园喷雾机器人路径规划中存在的转弯处参考轨迹不够平滑、曲率较大、行驶不平稳等问题,提出了一种基于果园喷雾机器人运动学多约束条件的三次非均匀B样条曲线果园喷雾机器人轨迹优化方法.通过先验地图获取树行位置信息对行间路径点进行拟合处理,保证果园喷雾机器人行驶在树行中心线上符合喷雾作业要求,综合考虑最小转弯半径、首末端点约束、转向机构延迟约束、曲率连续等多约束条件构建路径曲率最小化目标函数,并通过最优化算法求解待优化的曲线参数,生成符合果园喷雾机器人行驶要求的全局路径,最后采用纯跟踪算法进行跟踪试验来验证机器人行驶精度.仿真与试验结果表明,规划生成轨迹的最大曲率为0.31 m-1,平均曲率为0.15 m-1,符合果园喷雾机器人的行驶要求;针对该轨迹跟踪行驶的平均横向误差为0.225 m,标准差为0.031 m,满足果园喷雾机器人在果园内喷雾作业时对行驶精度的要求.

关键词：果园机器人、路径规划、三次B样条曲线、轨迹优化

所属期刊栏目：54

分类号：TP242.6(自动化技术及设备)

资助基金：国家自然科学基金32171908

在线出版日期：2023-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：56-67