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面向全冠层自主导航:基于 LiDAR 的作物agnostic 作物行检测

机器人学 2024-09-20 v3

摘要

自主导航对于农业机器人应用至关重要。然而,许多现有方法依赖 RTK-GPS 设备,该设备容易丢失无线信号或无法获得来自互联网的间歇性校正。因此,越来越多的研究关注使用 RGB 摄像头进行作物行检测,尽管在处理成熟植物时仍面临挑战。本文引入一种基于 LiDAR 的导航系统,可实现作物agnostic 全冠层自主导航,适用于作物行间距被完全遮蔽的场景。我们的算法能够在多种场景下检测作物行,包括各种作物类型、生长阶段、杂草的存在、曲线行和不连续性。无需使用全局定位方法(即基于 GPS),我们的导航系统可在这些具有挑战性的场景中实现自主导航,检测作物行的尽头,并自动驶向下一行作物,提供一种作物agnostic 的方法来导航整个田块。该导航系统在各种模拟和实际农田中进行了测试,在不依赖人工干预的情况下实现了平均横向误差为 3.55cm。该系统已部署在定制化的 UGV 机器人上,可根据田块条件进行重新配置。

关键词

引用

@article{arxiv.2403.17774,
  title  = {Towards Over-Canopy Autonomous Navigation: Crop-Agnostic LiDAR-Based Crop-Row Detection in Arable Fields},
  author = {Ruiji Liu and Francisco Yandun and George Kantor},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2403.17774},
  year   = {2024}
}

备注

6 pages, 9 figures, submitted to ICRA 2025 (Under Review)