农业机械学报

作者：薛金林，王培晓，周俊，程峰

单位：南京农业大学,南京农业大学,南京农业大学,南京农业大学,

关键词：果园;二维地图;地面分割;激光雷达里程计;BAT自适应重采样

基金：江苏省现代农机装备与技术示范推广项目(NJ2021-38)、江苏现代农业产业技术体系建设专项资金项目(JATS[2021]483)和南京市现代农机装备与技术创新示范项目(NJ[2022]07)

果树树冠的季节性变化及果树成长和衰老造成的果树特征变化会影响已构建的果园三维环境地图的匹配，故本文提出一种基于改进Gmapping算法的果园二维环境地图精准构建算法。首先该算法对Gmapping算法的前端里程计和后端优化部分分别进行改进，以提高果园二维环境地图的构建精度。对于前端里程计部分采用改进的R-GPF地面分割方法提高其初始定位精度，对于后端优化部分采用BAT启发式自适应重采样方法提高其最终定位精度。然后进行梨园环境对比试验。通过改进R-GPF方法与原始R-GPF方法的对比，改进R-GPF方法的激光雷达里程计输出频率可达到15.58Hz，最大横向偏差小于25cm，横向偏差均值为12.7cm，标准差为 13.4cm，其各方面性能都优于原R-GPF方法的激光雷达里程计。通过新算法与基于原R-GPF的Gmapping算法对比，新算法所得的梨树列间距离偏差始终保持在20cm范围内，行间距离偏差均值为10.3cm，标准差为6.3cm，比基于原R-GPF的Gmapping算法分别减小50%、43.41%和32.26%；同时，梨树行间距离偏差相对于里程计横向偏差的减小侧面反映出后端BAT启发式自适应重采样方法的有效性。本文提出的算法能够提高果园二维地图构建精度，可以满足后续重定位、导航等作业的精度要求。

来源：2023年第7期

《农业机械学报》期刊编辑部

查看农业机械学报杂志2023年第7期