摘 要：农业机器人的导航是农业机器人平台发展中一个重要且关键的课题，实现农业机器人的自主行走离不开对导航和路径识别的研究。对比讨论机器人导航策略是研究机器人导航问题的重要步骤，对于方便快捷地完成路径识别具有积极意义。本文借助已有的机器人导航研究成果，按步骤剖析导航路径的生成过程，分析各环节中使用的方法和技术。同时横向对比各个导航方案，分析各个方案的优缺点，辅助筛选适合课题要求的方案。本文最后梳理总结出从自然环境到路径生成的普遍步骤，给接下来使用二维激光雷达实现路径识别的研究提供研究方向。
关键词：激光雷达 路径规划 自主导航
1研究目的与意义
我国是农业生产大国，农业产品种类繁多且数量庞大。一直以来，农业生产问题都是我国的首要民生问题，农业生产力水平不高，尤其是智能化普及率不高，始终制约着农业生产向现代化发展。经济社会发展推动了林果消费的增长，但是林果生产效率却没有显著提升，表现为林果类的从业者尤其缺乏可靠的智能化农业装备，在种植、保育、收获等生产过程中依然需要大量的人工参与，这与现代农业的发展要求产生了矛盾。因此，研究一款农业机器人服务于林果类农业工作者显得极为重要。
农业机器人的一大关键在于导航和路径规划，利用传感器分辨前方行走条件和边界范围，使得机器人能够行走在正确的路径上，并在此基础之上附加其他农业生产功能。本课题主要研究借助二维激光雷达规划路径的可行方案，为实现林间机器人自主导航提出合理解。由此促进林间机器人朝全自动、无人化发展，把相关从业人员从繁重的劳动中解放出来，提升林果产业的生产效率，推进建设高标准农业设施。
2目前已有的关于农业机器人导航的研究情况
针对农业机器人导航的研究，国外起步较早。在本世纪初，Oscar C.等[1]利用二维激光雷达和GPS作为传感器，成功研制了用于果园作业的拖拉机自主导航系统。其中航向偏角为1.5°，横向偏差为化0.11m，达到了现代农业生产需要的精度。Gokhan Bayar等[2]仅仅使用激光雷达作为导航数据来源，排除了定位系统在信号不稳定时对路径规划的干扰，增强了机器人导航的自主性。最近几年来，国内也加快了研究。张凯良等[3]，利用设计了一套玉米收获机自动对行系统，利用激光雷达、机械对行传感器、陀螺转角仪等改造了玉米收获机，使其能够实现自主路径识别，提升了收获质量。李文洋[4]研究了猕猴桃采摘机器人的视觉导航路径生成方法，提出了一种适用于棚架式栽培模式的猕猴桃采摘机器人的导航路径生成算法，横向平均偏差为11.88cm。
3自主导航实现方案对比分析
各种研究成果表明，目前的农业机器人虽然路径识别的方式方法各异，应用领域各不相同，但精度的技术指标已经基本符合了现代农业生产的要求。对于本课题而言，分析路径识别的具体步骤，横向对比处理环节，有助于节省研究所需的时间，避免一些不必要的弯路。
以上是毕业论文文献综述，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
