农业机械学报

作者：刘超，陈锦明，刘慧，肖鑫桦，沈跃

单位：江苏大学,江苏大学,江苏大学,江苏大学,江苏大学,

关键词：果园喷雾机器人;激光雷达;DBSCAN算法;果树定位

基金：国家自然科学基金项目(32171908)、江苏省现代农机装备与技术示范推广项目（NJ2021-14）和江苏高校优势学科项目（PAPD）

为提高果园喷雾机器人在果园行间行走的自主性和安全性，提出一种基于三维激光雷达与优化DBSCAN算法的果树定位方法。首先，采用三维激光雷达获取果园的环境信息，通过感兴趣区域提取、地面点云分割和体素滤波降采样对原始点云数据进行预处理；然后，对DBSCAN算法进行优化，构建KD树索引有序化实时点云数据，并使用KD树最近邻搜索替代传统DBSCAN算法的遍历搜索方式，最后根据数据点到激光雷达的距离自适应确定聚类密度阈值，实现行间不同距离的果树检测；最后，以果树聚类结果的冠层边缘点为果树的定位参考点，得到果树定位参考点的坐标，计算果园喷雾机器人与果树的相对位置。试验结果表明：优化的DBSCAN算法相较于传统DBSCAN算法检测的准确性和实时性均有明显提升，果树的横向定位平均误差为2.6%，纵向定位平均误差为1.6%。该方法能够满足果园喷雾机器人在行间果树定位的准确性和实时性要求，为精准农业装备在林果园环境下的自主导航和作业提供有效参考。

来源：2023年第4期

《农业机械学报》期刊编辑部

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