农业机械学报

作者：毕松，余鑫

单位：北方工业大学,北方工业大学,

关键词：果园;机器人;路径规划;树干分割;场景识别;树行定位

基金：国家重点研发计划项目(2018YFC1602701)和北方工业大学1138工程项目(110051360022XN108)

针对现有果园导航方法易受冠层密度、光照条件、种植不规整、地面不平整等条件影响，导致用于实现自主导航的树行方向估计方法与行尾识别方法稳定性低的问题，本文提出基于3D点云分析的果园行间穿梭路径规划方法，该路径规划方法包含树行识别定位方法、场景识别方法、路径规划方法，用于密植果园机器人行间自主穿梭的导航系统。首先，设计了基于点云语义分割网络的果树树干点云提取方法，实现了树行的识别与定位；其次，设计了基于卷积神经网络的位置场景识别方法，实现了行头等位置的场景识别；最后，设计了基于有限状态机的行间行进策略管理方法与基于RS曲线的行间路径规划方法，实现了果园多行连续行走。基于本文方法的树干点云分割平均交并比为88.3%，果树平均定位误差为2.04%(x方向)、1.54%(y方向)，树行方向估计平均误差为1.11°，行尾识别正确率为96%，行内中线行走平均偏差为0.08m。实验结果表明，本文所提出路径规划方法能够满足果园环境下树行定位与位置场景识别准确性要求，有效规划行间穿梭路径，为果园激光自主导航提供有效参考。

来源：2024年第10期

《农业机械学报》期刊编辑部

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