基于宏微结合的田间作业机器人路径规划

摘要：

农业机器人对推动农业现代化加速变革和实现智慧农业有重要作用.高精度定位技术是保障机器人安全高效完成各类作业的基础,而作业路径准确规划是实现农业场景下导航的核心.针对田间作业机器人复杂环境下因测绘误差与局部障碍进而造成作物损伤率较大这一问题,本文提出一种基于宏微结合的路径规划算法,该算法首先基于作业区域宏观测绘信息生成全局静态作业路径,同时利用雷达传感器对机器人局部作业环境进行实时动态监测进而生成局部动态最优路径,将全局静态路径与局部动态路径进行有机融合以实现作业路径优化修正,保障田间作业的顺利进行,最终应用MPC算法控制机器人对规划后的路径进行追踪.经试验验证,当机器人田间作业两侧安全距离分别为0.2、0.1 m时,本算法可将作业过程中平均作物损伤率由3.405 8％、1.276 3％降低到0.677 2％、0.188 9％,保证了机器人作业的安全可靠,为大田稳产条件下的高效作业奠定基础.同时,本算法提升了精准农业要求下田间作业精度,对实现农业高产高效高质目标有重要意义.

关键词：农业机器人、路径规划、宏微结合、全局静态、局部动态

所属期刊栏目：54

分类号：S24(农业电气化与自动化)

资助基金：国家自然科学基金52072407

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14页

页码：13-26