迈向自主机器人精准采伐：腿式树木采伐机的建图、定位、规划与控制

本文提出了一种利用腿式采伐机执行精准采伐任务的集成系统。我们的采伐机在受限且拒止 GPS 的森林环境中完成自主导航与抓树这一具有挑战性的任务。我们提出了建图、定位、规划与控制策略，并将其集成到一个完全自主的系统中。任务开始时，由一名操作人员使用定制传感器模块对感兴趣区域进行建图。随后，由人类专家选择待采伐的树木。然后将传感器模块安装到机器上，用于在给定地图内进行定位。规划算法在单一路径规划问题中同时搜索接近位姿与路径。我们设计了一个路径跟踪控制器，利用腿式采伐机通过崎岖地形的能力。到达接近位姿后，机器使用通用夹持器抓取树木。该过程对操作员选择的所有树木重复进行。我们的系统已在带有树干试验场和自然森林中进行了测试。据我们所知，这是首次在真实环境中运行的全尺寸液压机器上展示此种程度的自主性。