侯加林，蒲文洋，李天华，丁小明

双激光雷达温室运输机器人导航系统研制

侯加林1,2，蒲文洋1，李天华1,2，丁小明3

（1. 山东农业大学机械与电子工程学院，泰安 271018；2. 山东省农业装备智能化工程实验室，泰安 271018；3. 农业农村部规划设计研究院设施农业研究所，北京 100125）

为解决机器人在温室环境下的自主导航问题，该研究研制了基于双激光雷达的温室运输机器人导航系统，实现温室环境下的地图构建、路径规划和定位导航。融合激光雷达与编码器信息，使用cartographer算法及时定位与地图构建。根据地图与检测点信息，采用Dijkstra算法规划全局路径，使用动态窗口算法规划局部路径，完成自主导航。试验表明，车载系统分别以0.2、0.5和0.8 m/s速度运行时，实际导航路径与目标路径的横向平均偏差小于13 cm，标准差小于5 cm；导航目标点处横向偏差、纵向偏差的平均值不超过9 cm，均方根误差不超过11.2 cm，标准差小于5 cm，航向偏差的平均值小于10°，均方根误差小于12°，标准差小于6°，满足机器人温室运输作业的导航精度需求。

温室；机器人；导航；双激光雷达

0 引 言

近年来，在园艺生产信息化、智能化加速升级的大背景下，中国温室面积快速持续增加[1-4]。受装备制造业整体水平低等因素制约，中国设施园艺装备在作业效率、成套性、稳定性和智能化方面与荷兰、美国、日本等发达国家存在较大差距，尤其缺乏基于自主导航控制的温室自主作业基础平台[5-8]。因此本文以温室为应用对象，以温室内精确定位、温室作业平台路径规划为重点研究内容，开发温室机器人导航系统，为温室内输送、巡检、植保、收获等作业提供基础平台。……