基于多维感知的玉米大田巡检平台设计与试验

摘要：

为了提高对大田种植玉米生长动态、干旱胁迫和病虫害等方面的智能巡检监测能力,设计了一种基于多维感知的移动巡检平台.首先,对底盘总成的转向系统、驱动系统和控制系统进行设计,并基于Arduino UNO控制器实现了巡检平台的转向及行驶功能.其次,搭建了包括 GNSS/INS(Global navigation satellite system/inertial navigation system)组合导航系统、激光雷达(Light detection and ranging,LiDAR)和工业相机的多维感知系统,对感知系统时间同步方案、数据通信结构和信息采集软件进行设计,实现了巡检平台对环境的感知和数据可视化.最后,在玉米大田对巡检平台进行了底盘行驶性能试验和感知系统环境感知试验.试验结果表明:巡检平台左转平均最小转弯半径为2 922 mm,右转平均最小转弯半径为2 736 mm,最大爬坡度大于26.7％,位置PID控制下直线行驶平均速度为0.523 m/s,与期望速度0.5 m/s的误差为4.6％,行驶15 m平均偏移量为0.636 m,平均偏移率为4.24 cm/m,满足田间行驶性能要求;感知系统能够在ROS系统下稳定采集平台位姿信息、高精度三维点云信息和彩色二维图像信息,实现了巡检平台对玉米大田环境的多维感知.

关键词：巡检平台、多维感知、玉米大田、点云地图

所属期刊栏目：54

分类号：S224.4;TP242.6(农业机械及农具)

资助基金：国家自然科学基金52172396

在线出版日期：2023-10-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：44-52,73