Navegación del robot de poda de árboles de manzana basada en el algoritmo RRT-Connect mejorado
Autores: Li, Yechen; Ma, Shaochun
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Navegación del robot de poda de árboles de manzana basada en el algoritmo RRT-Connect mejorado
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas Generales
Palabras clave
Poda
Robots
Planificación de navegación
Algoritmo RRT-Connect
Optimización de trayectorias
Huerto de manzanas.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 33
Citaciones: Sin citaciones
Podar las ramas de los manzanos es una tarea intensiva en mano de obra. Los robots de poda pueden ahorrar mano de obra y reducir costos. Un mapa completo del huerto de manzanos con sendas libres de colisiones, que es la planificación de navegación, es esencial. Para mejorar la eficiencia de navegación del robot de poda de manzanos, se propuso un algoritmo RRT-Connect mejorado. En primer lugar, para abordar la desventaja de la aleatoriedad en la expansión del algoritmo RRT-Connect, se introdujo una estrategia orientada al objetivo. En segundo lugar, para acortar la longitud del camino, se optimizó el mecanismo de selección del nodo más cercano. Finalmente, se optimizó el camino donde se eliminaron los nodos redundantes del camino, y se utilizaron curvas de Bezier para tratar con nodos agudos del camino para reducir aún más la longitud del camino y mejorar la suavidad del camino. Los resultados experimentales de la navegación en el huerto de manzanos muestran que el algoritmo mejorado propuesto en este documento puede cubrir todo el huerto de manzanos, y la longitud del camino es un 32% más corta que la del algoritmo RRT-Connect. El tiempo de navegación total es un 35% más corto que el del algoritmo RRT-Connect. Esto muestra que el algoritmo mejorado tiene una mejor adaptabilidad y eficiencia de planificación en el entorno del huerto de manzanos. Esto contribuirá a la automatización de las operaciones en el huerto y proporcionará valiosas referencias para futuras investigaciones sobre la planificación de caminos en huertos.
Descripción
Podar las ramas de los manzanos es una tarea intensiva en mano de obra. Los robots de poda pueden ahorrar mano de obra y reducir costos. Un mapa completo del huerto de manzanos con sendas libres de colisiones, que es la planificación de navegación, es esencial. Para mejorar la eficiencia de navegación del robot de poda de manzanos, se propuso un algoritmo RRT-Connect mejorado. En primer lugar, para abordar la desventaja de la aleatoriedad en la expansión del algoritmo RRT-Connect, se introdujo una estrategia orientada al objetivo. En segundo lugar, para acortar la longitud del camino, se optimizó el mecanismo de selección del nodo más cercano. Finalmente, se optimizó el camino donde se eliminaron los nodos redundantes del camino, y se utilizaron curvas de Bezier para tratar con nodos agudos del camino para reducir aún más la longitud del camino y mejorar la suavidad del camino. Los resultados experimentales de la navegación en el huerto de manzanos muestran que el algoritmo mejorado propuesto en este documento puede cubrir todo el huerto de manzanos, y la longitud del camino es un 32% más corta que la del algoritmo RRT-Connect. El tiempo de navegación total es un 35% más corto que el del algoritmo RRT-Connect. Esto muestra que el algoritmo mejorado tiene una mejor adaptabilidad y eficiencia de planificación en el entorno del huerto de manzanos. Esto contribuirá a la automatización de las operaciones en el huerto y proporcionará valiosas referencias para futuras investigaciones sobre la planificación de caminos en huertos.