Diseño de un sistema de navegación autónomo para huertos basado en fusión de múltiples sensores
Autores: Su, Zhengquan; Zou, Wei; Zhai, Changyuan; Tan, Haoran; Yang, Shuo; Qin, Xiangyang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Diseño de un sistema de navegación autónomo para huertos basado en fusión de múltiples sensores
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Agronomía y Ciencia de los Cultivos
Palabras clave
Propuesto
Fusión de múltiples sensores
Navegación autónoma
LiDAR
Filtro de Kalman
Huerto.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
Para abordar las limitaciones de los sistemas de navegación basados en GNSS tradicionales en entornos de huertos, proponemos un método de navegación autónoma basado en fusión de múltiples sensores para huertos. Se utilizó una plataforma agrícola de tipo oruga como vehículo de prueba, y se construyó un sistema de navegación autónoma para huertos utilizando un LiDAR 2D, una brújula electrónica dinámica y un codificador. El sistema propuesto primero filtra los datos de la nube de puntos LiDAR y utiliza el método de umbral de ratio de DBSCAN para procesar los datos e identificar grupos de troncos de árboles. Al emparejar las coordenadas centrales de los grupos de troncos con un mapa de distribución de árboles frutales, se determinan las mediciones de posición de la plataforma. Luego se emplea un algoritmo de fusión de filtro de Kalman extendido para obtener una estimación posterior de la posición y orientación de la plataforma. Los resultados experimentales demuestran que en pruebas de precisión de localización y pruebas de navegación, el sistema propuesto proporciona una alta precisión y robustez en la navegación, lo que lo hace adecuado para operaciones de caminata autónoma en entornos de huertos.
Descripción
Para abordar las limitaciones de los sistemas de navegación basados en GNSS tradicionales en entornos de huertos, proponemos un método de navegación autónoma basado en fusión de múltiples sensores para huertos. Se utilizó una plataforma agrícola de tipo oruga como vehículo de prueba, y se construyó un sistema de navegación autónoma para huertos utilizando un LiDAR 2D, una brújula electrónica dinámica y un codificador. El sistema propuesto primero filtra los datos de la nube de puntos LiDAR y utiliza el método de umbral de ratio de DBSCAN para procesar los datos e identificar grupos de troncos de árboles. Al emparejar las coordenadas centrales de los grupos de troncos con un mapa de distribución de árboles frutales, se determinan las mediciones de posición de la plataforma. Luego se emplea un algoritmo de fusión de filtro de Kalman extendido para obtener una estimación posterior de la posición y orientación de la plataforma. Los resultados experimentales demuestran que en pruebas de precisión de localización y pruebas de navegación, el sistema propuesto proporciona una alta precisión y robustez en la navegación, lo que lo hace adecuado para operaciones de caminata autónoma en entornos de huertos.