果园移动机器人激光雷达双源信息融合实时导航方法

摘要：

为提高林果园移动机器人导航系统的精确性与鲁棒性,提出一种基于激光雷达三维点云的果园行间高低频双源信息融合实时导航方法.首先,喷雾机器人搭载三维激光雷达采集两侧果树点云信息,对原始点云数据进行直通滤波、降采样和统计滤波等预处理,保留感兴趣区域内果树冠层点云;然后,将分别基于高频更新的牛顿插值算法和低频更新的非线性支持向量机(Non-linear support vector machine,NSVM)算法拟合的行间导航线进行互补融合;最后,在导航线切换时,对融合后导航线的稳定性进行优化,并使用三次B 样条算法使导航线平滑.实验结果表明:融合优化后的导航线最大曲率为0.048 m-1,平均曲率为0.018 m-1;分别以0.5 m/s 和1.0 m/s 的行驶速度对融合优化后的导航线进行跟踪,绝对横向偏差最大值分别为0.104 m 和0.130 m,平均值分别为0.053 m 和0.049 m,说明该导航方法能够满足作业装备在果园行间自主导航作业的需求,为喷雾机器人在果园环境中的自主导航提供技术参考.

关键词：果园机器人、激光雷达、自主导航、树行拟合、非线性支持向量机、导航线融合

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;江苏高校优势学科项目

在线出版日期：2023-10-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：249-258