李震，颜少华，洪添胜，吕石磊

(1. 华南农业大学电子工程学院，广州市，510642； 2. 国家柑橘产业技术体系机械化研究室，广州市，510642； 3. 广东省山地果园机械创新工程技术研究中心，广州市，510642； 4. 华南农业大学工程学院，广州市，510642)

0 引言

我国南方水果生产地主要集中在丘陵山地地区，坡度大，地形复杂，作业困难[1]。为了解放生产力，提高果园机械化水平，山地果园货运技术取得了较好的发展[2]，其中单轨运输车因其节能环保、方便搬运、经济性好等特点，在果园中广泛应用[3-4]。但运输车在应用中，经常被前方突发障碍物阻挡，如果不能及时有效的避开，容易发生安全事故，影响运输效率[5-6]，因此，设计一个可靠性强、实时性高的避障系统，对于提高生产效率、加强运输安全具有重要意义。

目前主流农用机械障碍物检测技术主要有超声波、机器视觉、激光雷达[7]。超声波存在声波干衍射现象，导致在一定范围内同一时间只能单探头工作，加上其波束角大，极容易被树叶杂草等障碍物反射误触，果园测量具有局限性[8]。机器视觉计算复杂度大，消耗运算能力高，加上被动式探测，光照过强会过度曝光，过暗精度，而运输车轨道部分处于果树覆盖下，部分处于露天下，光强变化大，不适用于单轨运输车避障[9-13]。激光雷达采用主动式探测，抗光强，但不适合在晨雾现象多的山地果园中使用，而且安装在震动很大的运输车上极容易损坏机械扫描部件[14-16]。而基于TOF技术的深度相机创造性的结合了视觉技术获取信息丰富与激光测距抗光干扰性强的优点，采用近红外激光主动式探测，可一次性获得RGB图像和深度图像，体积小，功耗低，价格相对低廉，被广泛应用于农业导航和三维重建[17-20]。……