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Updated: Jul 23, 2025
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Robotic Sensing and Stimuli Provision for Guided Plant Growth
Published on: July 1, 2019
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使用LiDAR进行树干检测的自主喷雾机器人用于果园操作的导航
1Graduate School of Science and Technology, University of Tsukuba, 1-1-1 Tennodai, Tsukuba 305-8577, Japan.
Sensors (Basel, Switzerland)
|July 11, 2023
概括
这项研究开发了一种基于LiDAR的机器人导航系统,用于自动化果园喷. 该系统成功地在复杂的环境中导航,展示了精确的路径规划和安全操作,以有效地应用农药.
科学领域:
- 农业工程 农业工程
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 计算机视觉 计算机视觉
背景情况:
- 传统的日本果园由于控制树木高度,限制了机械的进入.
- 果园环境对自动化系统构成挑战,包括GNSS信号阻塞和低光影响基于摄像头的对象识别.
研究的目的:
- 为果园自动化开发一个紧,安全和稳定的喷机器人导航系统.
- 为了克服果园中的环境挑战,使用LiDAR作为单个导航传感器.
主要方法:
- 利用LiDAR作为机器人导航的唯一传感器.
- 采用机器学习算法,包括DBSCAN,K-means和RANSAC用于路径规划.
- 实现纯追逐跟踪和增量PID用于车辆转向角度计算.
主要成果:
- 在各种地形上实现低位置的根平均平方误差 (RMSE):混凝土道路 (11.6-12.0厘米),草地 (12.6-15.5厘米) 和人工果园 (11.4-13.8厘米).
- 基于对象检测的实时路径计算.
- 成功地安全地完成了农药喷任务.
结论:
- 基于LiDAR的导航是自动化果园操作的可行解决方案.
- 开发的系统为高效和安全的果园自动化提供了基础,解决了复杂环境的挑战.
