果园移动机器人导航与避障方法研究

发布时间：2024-12-19 00:38

　　我国是果品生产大国,随着果树种植规模的不断扩大,对于可取代人力的智能化作业装备的需求也变得更加迫切。果园移动机器人是一种可以在果园中实现自主行走的移动平台,可结合不同功能的末端执行器在果园中完成特定的作业。本文主要针对果园环境复杂且结构相对固定特点,在不需要提前建立全局电子地图的前提下,对移动机器人在果园中的树干识别、自主导航及避障等关键技术进行了研究与实现。本文的主要研究内容如下:(1)对果园移动机器人进行功能需求分析,确定研究技术路线。根据各个模块所需的功能对传感器等各个硬件部分进行选型,搭建了研究实验平台。对硬件系统的各个关键功能部件进行了分析介绍,并对本研究所使用的软件开发环境进行了简单介绍。(2)针对果园中存在杂草及斜坡情况下的树干检测功能,提出了一种基于自适应密度聚类的树干检测算法。由于DBSCAN聚类算法存在全局参数比较敏感的问题,本文结合单线激光雷达的扫描特点,自适应地设定聚类阈值进行聚类。然后根据地面和杂草枝叶的数据特点将其排除,完成对树干的检测。实验表明,该算法对于存在少量杂草和斜坡环境下的果树树干检测具有一定的适用性与鲁棒性。(3)针对果园移动机器人自主导航行走功能...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．２数据采集及果园结构??１１３１

?第１章绪?论???证明了该算法对分割误差和测量噪声都是鲁棒的。??ｊｍ?２?ｉｍｍ??图１．２数据采集及果园结构??卡内基梅隆大学Ｈａｍｎｅｒ等１１３１，首先通过ＲＴＫＧＰＳ测量设备对果园进行环??境信息采集，生成整个果园的电子地图，并使用如图１．３所示的基于ＳＩＣＫ公司??Ｌ....

图１．３基于二维激光雷达的多用途车??

?第１章绪?论???证明了该算法对分割误差和测量噪声都是鲁棒的。??ｊｍ?２?ｉｍｍ??图１．２数据采集及果园结构??卡内基梅隆大学Ｈａｍｎｅｒ等１１３１，首先通过ＲＴＫＧＰＳ测量设备对果园进行环??境信息采集，生成整个果园的电子地图，并使用如图１．３所示的基于ＳＩＣＫ公司??Ｌ....

图１．４海梅一世大学视觉导航方案??德国奥斯纳布吕克应用科学大学与应用能力中心Ｌｉｎｚ等［１５］，通过在移动机??

?第１章绪?论???树干类、果树树冠类、天空类以及地面类４种，然后利用霍夫变换的方法在地面??类中进行直线边界的提取，以此为基础建立路径的中心，生成导航信息。??編，．产』．．卜??？?一，??图１．４海梅一世大学视觉导航方案??德国奥斯纳布吕克应用科学大学与应用能力中心Ｌｉｎｚ....

图１．５?ＶｏｌｋｓＢｏｔ平台室内模拟果园导航实验??

?第１章绪?论???树干类、果树树冠类、天空类以及地面类４种，然后利用霍夫变换的方法在地面??类中进行直线边界的提取，以此为基础建立路径的中心，生成导航信息。??編，．产』．．卜??？?一，??图１．４海梅一世大学视觉导航方案??德国奥斯纳布吕克应用科学大学与应用能力中心Ｌｉｎｚ....

本文编号：4017377