农业机械学报

作者：张日红，陈德照，王振豪，佘梓鹏，王宝娥

单位：仲恺农业工程学院,仲恺农业工程学院,仲恺农业工程学院,仲恺农业工程学院,仲恺农业工程学院,

关键词：土壤检测;机器人;视觉导航;宽行距;果蔬种植环境

基金：广东省普通高校特色创新项目(2022KTSCX057)、广东省科技创新战略专项资金项目(pdjh2023b0261)和“十四五”广东省农业技创新十大主攻方向“揭榜挂帅”项目(2022SDZG03)

为了实现宽行距果蔬种植环境下土壤参数高效检测,根据土壤自动化检测作业需求,本文对土壤多参数检测机器人的土壤钻孔模组和检测传感器运动模组分别进行了结构和控制电路设计,配置搭载了视觉导航模组。其中视觉导航控制模组使用DSU2Net轻量化分割模型进行路径识别,通过提取分割路径感兴趣区域,获取左右边界点计算中间导航点,之后运用最小二乘法拟合导航线,结合实时获取的机器人航向角,利用PID算法进行行走导航控制。试验结果表明,DSU2Net模型参数量仅为6.5×105,识别帧率达到63.17f/s,平均准确率为94.68%,F1值为89.87%,具有较好的实时性和准确性。初始位置无偏差情况下,不同速度平均误差不大于0.074m,标准误差不大于0.044m。初始位置有偏差情况下,平均误差不大于0.085m,标准误差不大于0.088m。土壤钻孔和检测传感器运动模组作业稳定,能够对不同深度土壤进行钻孔松土和参数检测。研究结果可为果蔬种植环境土壤自主检测提供技术方案。

来源：2025年第2期

《农业机械学报》期刊编辑部

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