申请/专利权人：江苏大学

申请日：2024-01-15

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN117870694A

主分类号：G01C21/20

分类号：G01C21/20;G01C21/16

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.30#实质审查的生效;2024.04.12#公开

摘要：本发明提供了一种循垄作业机器人导航线提取系统及方法，包括定位信号接收器、单线激光雷达、惯性测量单元与信号处理模块；信号处理模块包括位姿偏移量计算模块、中心位置更新模块、田垄导航线拟合模块、坐标转换模块、高程梯度计算模块、田垄边界点推理模块、中心位置决策模块；所述定位信号接收器位于所述循垄作业机器人中心，用于接收地理位置信息；所述惯性测量单元安装在所述循垄作业机器人中心，用于测量循垄作业机器人的航向角；所述单线激光雷达安装在所述循垄作业机器人前端，用于测量田垄环境并生成点云数据；所述信号处理模块用于接收上述各模块发送的感知信息并生成田垄导航线模型，本发明可以为田垄作业机器人提供导航信息。

主权项：1.一种循垄作业机器人导航线提取系统，其特征在于，包括定位信号接收器1、单线激光雷达3、惯性测量单元2和信号处理模块4；所述定位信号接收器1用于将采样周期t采集的地理位置信息输送至信号处理模块4；所述惯性测量单元2用于将采样周期t采集的机器人的航向角输送至信号处理模块4；所述单线激光雷达3用于测量田垄环境并生成点云数据输送至信号处理模块4；所述信号处理模块4包括位姿偏移量计算模块41、中心位置更新模块42、田垄导航线拟合模块43、坐标转换模块44、高程梯度计算模块45、田垄边界点推理模块45和中心位置决策模块47；所述位姿偏移量计算模块41根据所述定位信号接收器1和所述惯性测量单元2输入的信息确定第t采样周期与第t-1采样周期所述机器人位置的偏移量和航向角的偏移量；所述坐标转换模块44根据单线激光雷达3输入的第m帧数据第i采样点在所述单线激光雷达极坐标系下的坐标点的极径Vmi和极角θmi转换为机器人坐标系下第m帧数据第i采样点的坐标点Pmi；所述高程梯度计算模块45根据机器人坐标系下第m帧数据第i采样点确定第m帧数据第i采样点两侧的加权梯度Gmli和Gmri，其中Gmli为所述激光雷达第m帧第i个采样点的左侧加权梯度；Gmri为所述激光雷达第m帧第i个采样点的右侧加权梯度；所述田垄边界点推理模块46根据第i采样点两侧的加权梯度Gmli和Gmri确定t-1采样周期第m帧所述田垄左侧面与垄顶平面交点Lt-1m和t-1采样周期第m帧所述田垄右侧面与垄顶平面交点Rt-1m；所述中心位置决策模块47根据t-1采样周期第m帧所述田垄左侧面与垄顶平面交点Lt-1m和t-1采样周期第m帧所述田垄右侧面与垄顶平面交点Rt-1m确定t-1采样周期第m帧田垄中心点所述中心位置更新模块42根据所述机器人位置的偏移量和航向角的偏移量将第t-1采样周期机器人坐标系下的田垄中心点集更新至第t采样周期机器人坐标系下的田垄中心点集其中N为所述单线雷达采样点总帧数：所述田垄导航线拟合模块43根据所述田垄中心点集进行田垄导航线模型拟合，并输出田垄导航线模型。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 江苏大学 一种循垄作业机器人导航线提取系统及方法

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