魏宝源，姚壮润，张喜杰，梁俊轩，王坚辉，薛秀云

（华南农业大学电子工程学院、人工智能学院，广州510642）

0 引言

目前，源于精准农业的变量喷雾技术迅速发展，该技术是基于通过测量传感器，实时地获取作物的病虫害、形貌和密度等喷雾对象信息，以及喷雾机位置、速度和喷雾压力等机器状态信息，对喷雾对象按需施药[1-3]。果树的特征参数的精准检测是实现变量喷雾的前提条件[4]，对果树特征参数的检测方法常用的有红外线探测、超声波探测和激光探测[1]。其中激光探测相对于红外线探测和超声波探测[5-7]具有速度快，精度高，量程大，抗光、电干扰能力强等优点[8]。激光传感器可以测量靶标外形尺寸等特征信息且可对靶标进行体积测量及三维重构[9-10]。

其中车载激光扫描传感器的应用，在一定程度上获取准确的果树特征参数后，改善了变量喷雾的效果。但是激光扫描传感器对地形的要求较高，实际喷雾场景会造成车辆的颠簸，激光传感器检测目标物特征信息容易出现偏差，进而影响喷雾效果[11-12]。所以对点云数据进行位姿矫正，有助于变量喷雾精准化[13]。其中对于激光雷达位姿的姿态角检测和解算的精确化影响着矫正效果，一般使用MEMS（Micro-Electro-Me⁃chanical System，微机电系统）惯性测量单元检测载体的位姿，其中姿态传感器输出数据的融合滤波算法时获取精确姿态角的关键环节[14]。

本文主要研究的是在地面崎岖的非理想情况下，基于激光雷达和惯性测量辅助测量单元对变量喷雾对象的特征参数进行精确测量，融合了激光检测技术、姿态检测和解算技术，以此达到良好的矫正效果。……